Preparacion y caracterizacion de diferentes tipos de mebranas para separacion de gases. Estudio de los factores que influyen en las propiedades de permeacion
- Autores: Roberto Recio Vázquez
- Directores de la Tesis: Pedro Prádanos del Pico (dir. tes.), Fernando Tejerina García (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Valladolid ( España ) en 2007
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Hernández Giménez (presid.), María del Mar Peña Miranda (secret.), Ángel Emilio Lozano López (voc.), Juan José Iruin Sanz (voc.), Javier de Abajo (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo de este trabajo es el estudio de la preparación y caracterización por diferentes técnicas de membranas de naturaleza diversa, poliméricas y mixtas, para ser empleadas como materiales en la separación de gases, centrándose en las aplicaciones de purificación del gas natural (C02/CH4) y la separación de aire (02/N2).%&/En el capitulo 1 hemos introducido un breve resumen de los procesos de separación a través de membranas que se pueden llevar a cabo a escala industrial y de laboratorio. Posteriormente, centrándonos en separación de gases, se describen los fenómenos de transporte, los mecanismos de separación de gases en membranas y las aplicaciones más importantes en las que se está trabajando.%&/ Las determinaciones experimentales de diversas propiedades de los materiales estudiados (las propias membranas o sus constituyentes) han requerido la utilización de técnicas muy diversas. Asi, en el capítulo 2 se describen brevemente aquellas técnicas más empleadas y que resultan de interés, desde el punto de vista de la caracterización física, química y estructural que se han utilizado en mayor o menor medida en este trabajo. %&/ El capítulo 3 está dedicado al diseño, montaje y puesta en marcha del sistema de permeación de gases basados en métodos barométricos para determinar la permeabilidad de gases puros y su selectividad ideal. Dicha parte fue la primera que se llevó a cabo experimentalmente. A continuación se describe la técnica del "time lag" empleada en el cálculo de los valores de permeabilidad que se han medido con los sistemas barométricos y las propiedades de transporte derivadas de ello.%&/ El capítulo 4 está dedicado a las membranas poliméricas densas. Los polímeros empleados son de naturaleza y procedencia diversa. Desde polímeros comerciales como poliimidas, polieterimidas, polisulfonas y copolímeros, suministrados por distintas empresas como General Electric, Bayer, Lanxess, Gharda, Moco o Ciba Geigy, a otros sintetizados por distintos grupos de investigación con los que se ha colaborado. Aquí debemos destacar los polímeros de altas prestaciones diseñados y desarrollados por el Departamento de Química Macromolecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC de Madrid. Con ellos se prepararon membranas controlando factores como la concentración del polímero, la selección del disolvente y la evaporación controlada de éste y se caracterizaron para separación de gases. %&/ El capítulo 5 está dedicado a las Membranas Compuestas de Matriz Mixta, MCMM, en las que una matriz polimérica y un relleno, normalmente inorgánico, actúan como un único material para separación de gases. Para prepararlas se utilizaron distintos polímeros de los estudiados en el capítulo anterior y como rellenos, carbones activos de distintas propiedades o partículas inorgánicas con tamaños en la escala nanométrica. Las membranas preparadas a partir de estas nanopartículas reciben el nombre de nanomembranas. Estos materiales se caracterizaron por técnicas microscópicas para estudiar las relaciones existentes entre las propiedades de transporte y la estructura de las mismas.%&/ Otro tipo de membranas que son estudiadas por presentar elevadas permeabilidades y selectividades son las asimétricas. En el capítulo 6 se presentan estudios de membranas integrales asimétricas utilizando una poliimida comercial y formadas por una capa selectiva delgada y un soporte microporoso que no opone resistencia al flujo de materia.%&/ El capítulo 7 recoge las conclusiones más importantes a las que ha dado lugar este trabajo y algunas propuestas o consideraciones que se harán en el futuro para seguir desarrollando este tipo de materiales y las técnicas de caracterización de membranas para separación de gases.%&/ El apartado anexo hace referencia al cálculo de los errores que se cometen en la determinación de la permeabilidad y las variables relacionadas con ella. También se muestran las características de los gases empleados.%&/ Al final de cada capítulo se presenta la bibliografía que ha sido empleada en el desarrollo del trabajo
