Síntesis y evaluación de membranas nanocompuestos dendrimero-alumina en separaciones basadas en mecanismos de solubilidad para los gases propano/nitrógeno

Abstract

Se evaluó el desempeño de membranas nanoporosas de alúmina modificadas químicamente con dendrímeros, en separaciones basadas en mecanismos de solubilidad para los gases Propano/Nitrógeno. Se calcularon las permeabilidades mediante experimentos de permeación de gases para Propano, Nitrógeno y Helio ante caídas de presión a través de la membrana arriba de 2 Bar. Se alcanzaron valores excepcionales de Selectividad del Propano/Nitrógeno comparados con otras membranas poliméricas utilizadas actualmente en la industria. La selectividad más alta fué de 67, 18; más alta que las reportadas en la literatura y se obtuvo con la membrana 475 en la que el dendrímero creció hasta su tercera generación. La difusión tipo Knudsen fué el mecanismo de transporte de masa predominante para los gases ligeros, no condensables (Nitrógeno y Helio) y la condensación Capilar para el gas condensable (Propano). Mediante mediciones de Permeación de Helio/Nitrógeno y asumiendo el modelo de Knudsen se encontró que el diámetro promedio de poro en la membrana sin modificación aumenta luego del tratamiento RCA, favoreciendo el libre crecimiento del dendrímero y evitando obstrucciones del poro. El presente trabajo mostró que es posible manejar el volumen libre y la funcionalidad química superficial de membranas sintetizando un nuevo tipo de material híbrido y mejorando el desempeño de membranas inorgánicas en separaciones basadas en mecanismos de solubilidad.