Modificación de membranas de acetato de celulosa por incoporación de moléculas de tripticeno para separación de gases

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dc.contributor.advisorGalizia, Michele
dc.contributor.authorTavera Villamizar, Maria Salome
dc.contributor.evaluatorRamirez, Gustavo
dc.contributor.evaluatorPedraza, Julio
dc.date.accessioned2023-06-05T20:35:46Z
dc.date.available2023-06-05T20:35:46Z
dc.date.created2023-05-30
dc.date.issued2023-05-30
dc.description.abstractEl acetato de celulosa es un material polimérico ampliamente utilizado debido a su resistencia física y química, y su bajo costo. Sin embargo, para separaciones de gases en presencia de CO2, su selectividad no es ideal debido a la plastificación del polímero. Para abordar este problema, se modificaron membranas de acetato de celulosa incorporando moléculas de tripticeno en la matriz polimérica. Se sintetizó tripticeno-1,4-hidroquinona y se fabricaron cuatro membranas de acetato de celulosa con diferentes contenidos de tripticeno utilizando el método de colada de solución, las cuales se caracterizaron mediante SEM, FTIR, DSC y XRD. Se calculó el Volumen Libre Fraccional (FFV) de cada membrana para comparar el efecto de la incorporación de moléculas de tripticeno en el volumen intrínseco libre del polímero. Se realizaron pruebas de permeación utilizando gases individuales: H2, CH4 y CO2 a 1 bar, 5 bar y 10 bar para evaluar el rendimiento de separación de las membranas modificadas. Se encontró que las moléculas de tripticeno se mezclaron molecularmente con el acetato de celulosa mediante la interacción de los grupos hidroxilo. Las membranas con exceso estequiométrico de grupos hidroxilo (relación de 1,5 -OH) mostraron cristalización. La presencia de tripticeno redujo la estabilidad térmica de las membranas, y las membranas modificadas mostraron una disminución en el FFV y la permeabilidad. Sin embargo, la selectividad de la membrana con una relación de 0,5 -OH aumentó en comparación con la membrana de acetato de celulosa sin modificar, lo que muestra una mejora en el equilibrio permeabilidad-selectividad.
dc.description.abstractenglishCellulose acetate is a widely used polymeric material due to its physical and chemical resistance, and low cost. However, for gas separations in presence of CO2, its selectivity and is not ideal due to the plasticization of the polymer. To address this issue, cellulose acetate membranes were modified by incorporating triptycene molecules in the polymer matrix. Triptycene-1,4- hydroquinone was synthesized and four cellulose acetate membranes with varying triptycene content were fabricated using the solution casting method and they were characterized using SEM, FTIR, DSC, and XRD. The Fractional Free Volume (FFV) for each membrane was calculated to compare the effect of incorporating triptycene molecules in the free intrinsic volume of the polymer. permeation tests were run using single gases: H2, CH4, and CO2 at 1 bar, 5 bar, and 10 bar to evaluate the separation performance of the modified membranes. It was found that the triptycene molecules were molecularly mixed with the cellulose acetate by interaction of the hydroxyl groups. The membranes with stoichiometric excess of hydroxyl groups (1.5 -OH ratio) showed crystallization. The presence of triptycene reduced the thermal stability of the membranes, and the modified membranes showed a decrease in the FFV and permeability. However, the selectivity of the membrane with 0.5 -OH ratio increased compared to the neat cellulose acetate membrane, showing an improvement in the permeability-selectivity trade-off.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14530
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.titleModificación de membranas de acetato de celulosa por incoporación de moléculas de tripticeno para separación de gases
dc.title.englishModification of Cellulose Acetate Membranes by Incorporation of Triptycene Molecules for gas separations
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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