MX2013008575A - Membranas de matriz mezcladas con compuestos para destilacion de membrana y metodos de fabricacion relacionados. - Google Patents
Membranas de matriz mezcladas con compuestos para destilacion de membrana y metodos de fabricacion relacionados.Info
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Abstract
La presente invención se relaciona a un sistema de destilación de membrana que comprende una membrana hidrofílica/hidrofóbica de matriz mezclada con compuesto de lámina plana que tiene al menos una capa hidrofílica y una capa hidrofóbica. La capa hidrofílica comprende un polímero hidrofílico y nanopartículas inorgánicas que tienen conductividad térmica alta. La capa hidrofóbica comprende macromoléculas modificadoras de superficie fluorada (SMM) También se describe un método de inversión de fase para la fabricación de la membrana.
Description
MEMBRANAS DE MATRIZ MEZCLADAS CON COMPUESTOS PARA DESTILACIÓN DE MEMBRANA Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN RELACIONADOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Las enseñanzas descritas pertenecen al campo de las membranas para la destilación de membranas. Más particularmente, las. enseñanzas descritas pertenecen al campo de membranas de matriz mezcladas con compuesto hidrofílico/hidrofóbico de matriz mezclada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La destilación de membrana (MD) es una tecnología de separación física .emergente, que ha estado llamando la atención de los- investigadores en las últimas décadas ( hayet, 201 1) . MD es un proceso térmicamente conducido donde una membrana microporosa actúa como un soporte " f áico separando una solución caliente de una cámara enfriadora que contiene ya sea un líquido o un gas. Ya que el. proceso no es isotérmico, las moléculas de vapor, migran a través de los poros de la membrana desde el lado de la membrana de presión de vapor alta (esto es el lado de la membrana caliente) al lado de la membrana de presión de vapor baja. Esto puede establecerse siguiendo diferentes configuraciones, esto es destilación de membrana por contacto directo, DCMD;
destilación de membrana por brecha de aire; AGMD; destilación de membrana por barrido de gas, SGMD y destilación de membrana por vacio, V D (Khayet, 2.011) .
Un requisito importante para la membrana MD es que los poros no deben de humedecerse y que únicamente el vapor esté presente en los poros. Este requisito limita la elección de materiales que pueden usarse para MD. Notablemente las membranas MD se ' limitan a materiales hidrofóbicos tal como politetrafluoroetileno (P FE) , polipropileno (PP), y fluoruro de polivinilideno · (PVDF). Aunque estas membranas se fabricaron para propósitos de microfiltración y ultrafiltración, se han usado en la búsqueda de MD debido a su naturaleza hidrofóbica (Khayet,. 201 1).
MD mantiene muchas ventajas comparada a otros procesos dé separación. Estas ventajas, principalmente, son: hasta 100% de rechazo de solutos no volátiles, temperaturas de operación más .bajas qüe la destilación convencional, presiones de operación . más bajas que los procesos de separación de membrana de presión conducida convencionales tal como osmosis inversa (RO) y espacios de vapor reducido comparados a los "procesos de destilación convencionales. A pesar de todas estas ventajas, los procesos de MD todavía no se han comercializado para plantas a escala grande. Una de las razones, es el flujo de MD relativamente más bajo y la
humectación de la membrana, que disminuye la durabilidad de membranas D. Como, puede' verse, las desventajas se originan del diseño inadecuado de las membranas' MD.
En el libro recientemente publicado (Khayet y Matsuura, 2011) , los requisitos de las membranas DCMD de flujo permeable más alto se discuten. Las membranas' de compuesto hidrofóbico/hidrofílico DCMD también se discuten en la solicitud de la patente de E.U.A. No .12/629, 703 (Qtaishat, Khayet y Matsuura, 2011). En esta solicitud se mostró que este tipo de membrana satisface todos . los requisitos de membranas DCMD de flujo permeado más alto, (Qtaishat, Khayet y Matsuura, 2011). La membrana hidrofóbica/hidrofilica fue preparada por el. método de inversión de fase en una etapa de moldeo sencilla. Un polímero de base hidrofílica se mezcló con una macromolécula de modificación de superficie hidrofóbica (SMM) . Durante la etapa de moldeo, la SMM migró . a la interfaz aire/polímero ya que tiene energía de superficie más baja (Qtaishat, Khayet y Matsuura, . .201,1) · Consecuentemente, la capa superior de la . membrana se volvió hidrofóbica mientras que la capa inferior se mantuvo hidrofilica. Se mantiene la necesidad de un flujo permeado más alto y membranas durables para su uso en DCMD.
Esta información de antecedentes se proporciona para, un mejor entendimiento de las enseñanzas' descritas. No debe
construirse como una admisión que cualquiera de la información anteriormente' descrita constituye técnica previa contra la presente invención.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Un objeto de la presente invención es proporcionar membranas de matriz mezcladas con compuesto para destilación de membrana y métodos de fabricación relacionados que combaten los inconvenientes, que dificultan que la MD sea comercializada ' para plantas de grande escala.
Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de destilación de membrana que comprende una membrana hidrofilica/hidrofóbica mezclada con compuesto de lámina plana que tienen al menos una capa hidrofílica y una capa hidrofóbica.. La capa hidrofílica además ' comprende un polímero hidrofílico y nano-partículas inorgánicas de conductividad térmica alta. La capa del polímero hidrofóbico además comprende macromolécula modificadora de superficie fluorada (SMM) .
Preferiblemente, el polímero hidrofílico es un polímero termoplástico y aun preferiblemente, se selecciona del grupo que consiste de polisulfoha, polietersulfona, polieterimida y acetato de celulosa.
Preferiblemente, las nano-particulas inorgánicas se seleccionan del grupo que consiste de óxido de cobre, nitruro de boro, nitruro de aluminio, aluminio, hierro, y carburo de silicona .
Preferiblemente, la capa de polímero hidrofóbico está hecha de macromoleculas modificadoras de superficie fluoradas (SMMs) sintetizadas usando química poliuretan'o y adaptadas con grupos terminales fluorados. Preferiblemente, la SMM fluorada se mezcla con la dispersión de nano-partículas de polímero inorgánico hidrofílico, las SMM se seleccionan del grupo que consiste de poli (propilenglicol uretano) y poli (uretano dimetilsiloxano urea) .
Preferiblemente, la membrana de matriz mezclada con compuesto tiene un flujo permeado de vapor alto.
Preferiblemente, la membrana de matriz mezclada con compuesto tiene propiedades mecánicas altas.
Preferiblemente, la membrana de matriz mezclada con compuesto tiene . una tendencia de humectación menor, consecuentemente durabilidad alta. . ,
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método de inversión de fase para fabricar uña membrana hidrofíli'ca/hidrofóbica de matriz mezclada con un compuesto de destilación de membrana, dicho método, comprende dispersar un polímero hidrofílico huésped con una cantidad
predeterminada de nano-particulas inorgánicas insolubles y un aditivo no solvente en un solvente para formar una solución de polímero inorgánico. Una macromolécula modificadora de superficie fluorada (SMM) se agrega a la solución de polímero inorgánico para formar una mezcla SMM de nano-particulas de polímero inorgánico. La. mezcla' de nano-particulas de polímero inorgánico se moldea y dicho solvente se deja evaporar a temperatura ambiente por un tiempo predeterminado para formar una película de moldeo. Un tiempo de evaporación se varía sistemáticamente para estudiar y modificar un efecto del tiempo de evaporación en el asentamiento, de nano-particulas inorgánicas en una capa de fondo así como también la migración SMM hidrofóbica a la capa superior. La película de moldeo está cubierta por una cubierta que tiene un cierto desplazamiento para controlar la evaporación del solvente, dejando más tiempo para el asentamiento de la nano partícula inorgánica en la capa de fondo y la migración de una SMM hidrofóbica a la interfaz aire/polímero. La película, de moldeo producida se sumerge en agua para permitir > la gelificación .
Preferiblemente, el método de fabricación de membrana de matriz mezclada con un compuesto además comprende maximizar la porosidad y minimizar el grosor de. la capa de polímero hidrofóbico de la ¦ membrana del compuesto con el fin de
incrementar- el flujo permeado de MD de la membrana del compuesto.
Preferiblemente, el método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con un compuesto además comprende maximizar el grosor, porosidad y conductividad térmica de la capa de polímero hidrofílica.
Preferiblemente, el polímero , hidrofílico huésped comprende al menos uno de los polímeros polisulfona, polietersulfona, polieterimida y acetato de celulosa.
Preferiblemente, las nano-partículas inorgánicas se seleccionan del grupo que consiste de óxido de cobre, nitruro de boro, nitruro de aluminio, aluminio, hierro y carburo de silicona .
Preferiblemente, la SMM se selecciona' del grupo que consiste de poli (propilenglicol uretano) y poli(uretano dimetilsiloxano urea) .
Preferiblemente, el . aditivo no solvente . se selecciona del grupo que consiste de ?-butirolactona y etanol.
Preferiblemente, el solvente se selecciona del grupo que consiste de N, -dimetilacetamida y l-metil-2-pirrolidona . ¦
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Las características y ventajas adicionales de la presente invención . se volverán aparentes de la siguiente
descripción detallada, tomadas en combinación con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es. un esquema del mecanismo DCMD, de transporte a través de una membrana hidrofóbica/hidrofilica de matriz combinada con un- compuesto poroso;
La Figura 2 muestra un ejemplo de la estructura química de SMMs, nSMMl ySMM2 ;
La Figura 3 es un diagrama esquemático del arreglo DCMD experimental;
La Figura 4 muestra fotografías SEM de la sección transversal de la matriz mezclada con compuesto y membranas poliméricas: (a) MC3.; (b) MC4; (c) MC5; (d) MC6; (e) MC8;. (f) MC9; (g) MC10; (h) MC14; (i) MC 16; (j) MC21; (k) MC22
La Figura 5 muestra fotografías SEM de la superficie superior y de fondo de la membrana de. matriz mezclada con compuesto MC17;
La. Figura 6 muestra las curvas de esfuerzo-deformación a la tracción de la matriz mezclada con compuesto y las membranas poliméricas. ·
La Figura 7 gráficamente representa el efecto de. la adición de óxido dé cobre en el desempeño de membrana PS al 12% en peso en DCMD: (a) efecto de temperatura media en el flujo permeado DCMD de solución de alimentación de agua
destilada; (b) flujo DCMD de vapor de agua de solución de alimentación 0.5 M NaCl a. Tf de 65°C y Tp de 15°.C;
La Figura 8 gráficamente representa el efecto de óxido de cobre y adición de nitruro de boro en el desempeño de membrana al 14% en peso de PS en DCMD: (a) efecto de temperatura media en DCMD flujo de solución de alimentación de agua destilada; '(b) vapor de agua DCMD flujo de solución de alimentación 0.5 M NaCl a Tf de 65°C y Tp de 15°C;
La Figura 9 gráficamente representa el efecto de la adición de óxido de cobre en el desempeño de membrana al 14% en peso de PES en DCMD: (a) efecto de temperatura media en flujo DCMD de solución de- alimentación de agua destilada; (b) vapor de agua DCMD flujo de solución de alimentación 0.5 M NaCl en Tf de 65°C y Tp ' de 15°C;
La Figura 10 gráficamente representa el efecto de la temperatura media en el flujo DCMD tanto del agua destilada 'como de. la solución 0.5 M de NaCl asi como también el : factor de separación para MCll y MC12 membranas en las que el hierro se usó como nano-particulas .
La Figura 11 gráficamente representa el efecto de la temperatura media en el flujo DCMD tanto del agua estilada como de la solución 0.5 M NaCl asi como también en el factor de separación para¦ membranas MG16 y MC18 en las que el
aluminio y carburo de silicona se usaron como nano-partículas respectivamente .
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente tienen el mismo significado como es comúnmente entendido por una persona ordinaria experta . en la técnica a la que pertenece la invención.
Como se usa en la especificación y las reivindicaciones, las formas singulares "uno", "una" y "él/la" incluyen referencias a menos que el contexto' claramente lo indique de otro modo. El término "comprende" como se usa en la presente se entenderá se refiere a que la siguiente lista no es exhaustiva y puede o no puede cualquier otro de los elementos adicionales, por; ejemplo una o más característica ( s ) adicional (es ) , componente ( s ) y/o. ingrediente ( s ) según sea apropiado .
La Fig. 3 muestra un sistema de destilación de membrana de e emplificación de acuerdo a las enseñanzas descritas. La parte central del sistema' es una celda de acero inoxidable compuesta de dos cámaras cilindricas. Una de las cámaras está conectada a un sistema de calentamiento a través de su sobrecubierta para. controlar la temperatura de la
alimentación de liquido. La otra cámara está conectada a un sistema de enfriamiento para controlar la temperatura del permeado. La membrana .se coloca entre las dos cámaras (lado de alimentación y lado permeado) . La solución de alimentación caliente se pone . en contacto con la capa superior hidrofóbica de la membrana, y la solución permeada 'fría está en contacto con la parte hidrofilica de la membrana. El área de membrana efectiva es 2.75 x 1CT3 m2. La alimentación a granel y las temperaturas permeadas se miden, después de que se alcanza el estado sólido, dentro de cada cámara por un par de sensores conectados a un metro digital con una exactitud de ± 0.1°C. Tanto el liquido de alimentación como el. permeado se agitan dentro de la celda por agitadores magnéticos graduados. El flujo DCMD es calculado en cada caso midiendo el condensado recolectado en la cámara de permeado por un tiempo predeterminado.. Los experimentos se conducen primero ' or- agua pura para determinar la permeabilidad del vapor de agua de las membranas. Subsecuentemente, la solución acuosa de 0:5 M cloruro de sodio se emplea como alimentación.
La Figura 1 muestra una membrana de matriz mezclada con compuesto de ej emplificación de acuerdo, a las enseñanzas descritas.' Como sé muestra, la membrana es una membrana hidrofilica/hidrofóbica . Tiene una. capa hidrofilica y una capa hidrofóbica. La capa hidrofilica tiene un. polímero
hidrofilico y nano-partículas inorgánicas de conductividad térmica alta. La capa hidrofóbica . tiene macromolécula modificadora de superficie fluoradá (SMM) .
En general, las membranas .para su' uso en MD deben permitir un flujo de permeado alto. Como es bien conocido, una membrana MD debe de ser porosa e hidrofóbica, con buena estabilidad térmica y excelente resistencia química para las soluciones de alimentación. Las características que se necesitan para las membranas DCMD · son como siguen a continuación:
Presión alta de entrada de liquido (LEP)
Esta es la presión hidrostática mínima que debe aplicarse a la solución de alimentación de líquido antes de combatir las fuerzas hidrofóbicas dé la membrana y penetrar en los poros de la membrana. LEP es característica de cada membrana y previene la- humectación de los ' poros ' de la membrana cuando es alta. La LEP alta puede lograrse usando un material de membrana con alta hidrofobicidad (esto es ángulo grande de contacto con agua) y un tamaño pequeño de poro máximo. Sin embargo, a medida qué el tamaño de- poro máximo disminuye, el tamaño de poro medio de la membrana disminuye y la permeabilidad de la membrana se mantiene baja.
Permeabilidad alta
El flujo permeadó "incrementará" con un incremento en el tamaño y porosidad en el poro de la membrana, y con una disminución del grosor de la membrana y tortuosidad de poro. En otras palabras, para obtener una permeabilidad alta, la capa de superficie que gobierna el transporte de membrana debe de ser tan delgada como sea posible y su porosidad de superficie asi como también su tamaño de poro deben de ser tan grandes como sea posible.- Sin embargo, debe mencionarse aquí que existe un tamaño de poro critico igual a la trayectoria libre media de moléculas de vapor de agua para condiciones DCMD experimentales dadas. En el proceso DCMD, el aire siempre está atrapado dentro de los poros de la membrana con valores de presión cerca a la presión atmosférica. Por lo tanto, si - el tamaño de poro es comparable a la trayectoria libre media de moléculas de vapor de agua, las moléculas de vapor de agua colisionan las unas con las otras y se difunden entre las moléculas de aire. En este¦ caso, el transporte de vapor . toma lugar por medio de flujo de difusión Knudsen/molecular combinado. Por otro' lado, si el tamaño de poro es más pequeño que la trayectoria libre media' de moléculas de vapor de agua, las colisiones de pared molécula-poro se vuelven dominantes el tipo Knudsen del flujo será responsable por el transporte .de masa . en DCMD. ^"De e de
observarse que para las condiciones de experimentación dadas, el flujo DCMD calculado basado en el mecanismo Knudsen es más alto ¦ que el basado en el mecanismo de difusión molecular/Knudsen combinado.
Bajo una cierta condición de operación, seria mejor usar membranas con tamaños de poro más bajos que la trayectoria libre media correspondiente de moléculas de vapor de agua de manera que el tipo Knudsen del flujo tomará lugar, conduciendo a flujo de permeado DCMD más alto comparado al de las' membranas con tamaños de poro más grandes donde el flujo de difusión molecular/Knudsen combinado es responsable por la transferencia de masa. Por lo tanto, debe de tenerse cuidado al seleccionar el tamaño apropiado de poro de membrana, tomando en cuenta el valor de la trayectoria libre media de las moléculas de vapor de agua de manera que la membrana pueda trabajar bajo el tipo Knudsen del flujo.
Conductividad térmica baja de la capa hidrofobica
En MD la pérdida de calor por conducción ocurre a través de ambos poros y la matriz hidrofobica de la membrana.' La pérdida de calor de conductividad es más grande para las capas de membranas más. delgadas. Varias posibilidades pueden aplicarse para disminuir la pérdida · de calor conductiva usando:
i) un material de membrana de la capa hidrofóbica con conductividad térmica baja. Esto no necesariamente garantiza la mejoría del proceso MD ya que la mayoría de los procesos hidrofóbicos tiene conductividades de calor similares, al menos en el mismo orden de magnitud.
ii) una capa de membrana con porosidad alta, ya que el coeficiente de transferencia de calor de conductividad del gas - atrapado dentro de los poros de la . membrana es de un orden de magnitud, más pequeña que la de la matriz de membrana. Esta posibilidad es paralela a la. necesidad de permeabilidad alta cuando el área de superficie disponible de evaporación, se mejora con un incremento en la porosidad.
iii) una capá de membrana más gruesa. Sin embargo, hay un conflicto entre los requisitos de transferencia de masa alta asociados con. membranas más delgadas y transferencia de calor de conductividad baja a través de la membrana obtenida usando las membranas más gruesas.
Conductividad térmica alta de la capa hidrofilica
El incremento .de la. conductividad térmica del material de sub-capa hidrofilica incrementará en el flujo permeado
DCMD.
La conductividad -térmica de capa hidrofilica debe ser tan alta como sea posible. La razón es que el. gradiente de temperatura a través de la capa hidrofóbica (en la Fig. 1) se
vuelve más pronunciada con un incremento en la conductividad térmica de la capa hidrofilica, . como resultado, el coeficiente de polarización de temperatura (TPC) definido a continuación en Eq. 3 también incrementa.
Las membranas mezcladas- hidrofóbica/hidrofilica porosas de compuesto de matriz, que tienen una capa hidrofóbica muy delgada responsable de la transferencia de masa y una capa hidrofilica gruesa de. una conductividad, térmica alta para disminuir el efecto de polarización de temperatura, de este modo se requieren. Esta parece ser una solución relativamente simple que cumple, todas las condiciones anteriores para lograr permeable alto y membrana durable and durable.
Antecedentes teóricos de la importancia del uso de membranas mezcladas dé matriz en la destilación de membrana
El sistema a estudiarse consiste de una membrana hidrofóbica/hidrofilica de compuesto · de matriz mezclada mantenida entre agua pura caliente, nombrada de aqui . en adelante el lado de alimentación, y agua pura fría, el lado permeado. El lado, hidrofóbico de- la- membrana se pone en contacto con el agua de alimentación . caliente , mientras que la capa hidrofilica de la membrana se mantiene en contacto con el agua fría, que penetra en los poros de la capa
hidrofilica. Por ;. el contrario, los poros de la capa hidrofóbica se mantiene seco a menos que la presión de transmembrana aplicada exceda la presión de entrada de liquido de agua (LEP) de la membrana. Bajo esta condición, las interfaces de líquido-liquido formadas en ambos extremos de los poros de la capa hidrofóbica son como pueden verse en la Fig. 1.
El descenso de' temperatura establecido a través de los poros de la capa hidrofóbica crearán una diferencia de presión de vapor, que es la fuerzá conductora en el proceso DCMD. Eh este caso, la evaporación, toma lugar en el lado de alimentación caliente, después de que el vapor de agua es transportado a través de los poros de la capa hidrofóbica, la condensación toma lugar en la interfaz vapor/líquido formada en el límite entre las capas hidrofóbica e hidrofílica.
En el sistema descrito, tanto la transferencia : ;de"-;'masa como la transferencia de calor ocurren simultáneamente . a través de la membrana. Consecuentemente,, las temperaturas en las superficies de membrana difieren de aquellas de las fases a granel de la solución que lleva a la disminución; de « la fuerza conductora 'y consecuentemente una diminución del flujo permeado DCMD. Esto se llama efecto de polariia.ción : de temperatura'.
La transferencia de calor dentro de la membrana implica el calor latente requerido para la evaporación de agua en la interfaz de liquido de alimentación caliente/interfaz de vapor, y el calor transferido por conducción a través de los poros llenos de gas de la capa superior hidrofóbica de la membrana, los poros llenos · de liquido de la sub-capa hidrofilica de la membrana y la matriz de membrana entera (esto es ambas capas de polímero hidrofóbico e hidrofílico) . Además, la transferencia de calor ocurre a través de las fases líquidas contiguas, ambas en los lados de alimentación y permeado. De este modo, las siguientes ecuaciones pueden aplicarse.
En estado sólido, el flujo de - calor debe ser el mismo por todo el sistema DCMD completo
0 = Q/ = 0,sQ, = <¾,- (5)
donde Q es el flujo de calor, a través de cada fase, h es el coeficiente dé transferencia de calor, Jw es el flujo permeado, ??? es el calor latente de la vaporización . y T es la temperatura absoluta. Los subíndices b,f, p, m y s¦ se
refieren a la solución a granel, alimentación, permeado, capa superior hidrofóbica de la membrana y su sub-capa hidrofilica, respectivamente. La transferencia de calor a través de la capa hidrofóbica superior s indicada por el subíndice t, mientras ese transferido a través de la sub-capa hidrofilica es indicado por el subíndice s.
Por otro lado, el coeficiente de polarización de temperatura (T) puede definirse como:
Por lo tanto, de las ecuaciones anteriores, el flujo de calor puede escribirse como sigue a continuación:
o
(8)
Como resultado del coeficiente de transferencia de calor total (U) para el proceso DCMD puede escribirse, como:
y los coeficientes de polarización de temperatura podrían expresarse como:
donde h es el coeficiente de transferencia de calor total válido para la fase de alimentación caliente, sub-capa hidrofílica y fase de permeado frío:
Las ecuaciones 10 y 11 pueden reorganizarse como
T=?, +?µ +?, -2
(52)
donde 9f, ?3 y ?? son los coeficientes de polarización de temperatura correspondientes a la alimentación, subcapa hidrofílica y fases permeadas, respectivamente; y se definen en Ees. (13-15) como sigue a continuación.
?, , (]5)
El proceso DCMD es controlado por una transferencia de masa a través de la membrana y una transferencia de calor a través del sistema compuesto formado por la membrana más las capas de líquido contiguas. Ambos mecanismos se interrelacionan . En un principio seis, posibilidades pueden ocurrir:
1) Si las transferencias de calor a través de la alimentación, subcapa . idrofílica y permeado son muy grandes, las temperaturas en las superficies de membranas se enfocan a temperaturas, correspondientes en las fases a granel. Esto significa que los' coeficientes de polarización de temperatura, Qf, Qs y ??^ (ver Ees. 13 - 15), así como'- también el coeficiente dé temperatura total, T, se acerca a la unidad (ver Ecuación 12) .
2) Si los coeficientes de alimentación, ¦ subcapa hidrofílica y transferencia de calor permeado son pequeños, las diferencias entre, las temperaturas en las superficies de membrana y las temperaturas correspondientes a las fases a
granel . son altas. Esto significa que el coeficiente de polarización de temperatura, T, se acerca a cero (ver Ecuación 10) . En este . caso, los efectos de polarización de temperatura son muy importantes y , las resistencias de transferencia de calor de las capas contiguas controlan el proceso DCMD .
3) Si los coeficientes de transferencia de calor del permeado y subcapa hidrofilica son. muy grandes en comparación al coeficiente, de. transferencia de calor de alimentación, la temperatura en la . superficie de membrana de permeado (Ts p) es similar a la temperatura correspondiente en la . fase a granel (Tb.p) . La capa superior hidrofóbica de la membrana (Tm p) y la sub-capa hidrofilica (Ts p) también se vuelven muy similares. Esto significa que. los coeficientes de polarización de temperatura del permeado y sub-capa hidrofilica, 9s y ??, se acercan a la unidad (ver Ees. 14 y 15) . En este Icáso,! la Ecuación 12 muestra que el coeficiente de polarización de temperatura total es¦ similar al coeficiente dé polarización de temperatura . en el lado de alimentación,. 9f.
4) Si los coeficientes de transferencia de calor de los lados de la alimentación y subcapa hidrofilica son muy grandes,, la temperatura en la superficie de membrana de lado de alimentación (Tmf) se vuelve muy similar a la temperatura de fase a granel . (Tbf) y la temperatura en la capa superior
hidrofóbica de la membrana (Tmp) y su sub-capa hidrofilica (TSp) también se vuelven muy similares. De las Ecuaciones 13 y 14 el coeficiente de polarización de temperatura de alimentación, ,6f, ''-y los coeficientes de polarización de temperatura de subcapa hidrofilica se acercan a la unidad. En este caso, el coeficiente de polarización de temperatura en el lado permeado (??) es importante y es similar al coeficiente de polarización de temperatura total, T.
5) Si las transferencias .de calor a través de la alimentación y permeado son muy grandes, las temperaturas en las superficies de membrana se acercan a las temperaturas correspondientes en las fases a granel. Esto significa que los coeficientes de polarización de temperatura, y ??, (ver Ecuaciones 13 y .14) se acercan a la unidad y el coeficiente dé¦ polarización de temperatura en la subcapa hidrofilica (?3) es importante y es. similar al coeficiente de polarización de temperatura total, T (ver Ecuación 12).
6) Si el coeficiente de trans erencia de calor es muy grande en una de las capas, mientras que los coeficientes de transferencia de calor en. las otras dos capas son pequeños, entonces el coeficiente de polarización de temperatura en la capa donde el coeficiente de transferencia de calor es grande se acerca a la unidad y las otras dos capas d coeficientes de polarización de temperatura controlarán el valor del
coeficiente de polarización de temperatura total, T de acuerdo a la Ecuación 12.
La última posibilidad es la única posibilidad que un diseñador de membrana podría alterar. Esto es, un incremento de transferencia de calor por conducción de la sub-capa hidrofílica. Incremento de hs . Las membranas preparadas de compuesto de matriz mezclada de conductividad térmica de la subcapa hidrofílica podrían satisfacer esta posibilidad, lo cual explica el resultado de .flujo de permeado alto ya que la resistencia a la transferencia de calor en la subcapa de membrana es significativamente reducida. Como resultado del factor de polarización de temperatura la subcapa (?3) se acercó a la unidad..
Membranas de matriz mezcladas con compuesto:
Las membranas de matriz mezcladas con compuesto de la presente invención . comprenden una capa hidrofílica -y una capa hidrofóbica. La capa hidrofóbica previene la penetración de agua en sus poros y es relativamente delgada, de este modo minimizando la resistencia a la transferencia dé masa.
Las membranas del compuesto se preparan usando macromoléculas modificadora,s de superficie fluorada (SMMs) , que migran a La. superficie de película de aire durante la formación de la .membrana de acuerdo a los principios termodinámicos y forman una estructura anfifática
(hidrofóbico hidrofílico/hidrofóbico) . Las SMMs usadas en la preparación de estas membranas son fluoropolímeros oligoméricos sintetizados' usando química de poliuretano y adaptados con grupos terminales fluorados. Particularmente, SMM se selecciona del grupo que consiste de poli (propilenglicol . uretano) y poli(uretano dimetilsiloxano urea),. ·. ' · ';' " ·
La fase de membrana a granel hidrofílica se prepara mezclando un material polimérico con nano-partícúlas inorgánicas de conductividad térmica alta. Esta fase hidrofílica debe de mezclarse con las S s. Los polímeros hidrofílicos idóneos son polímeros termoplásticos . En particular, incluyen, pero no se limitan a, polisulfona, polietersulfona, ' polieterimida y acetato de celulosa. Las nano-partículas de matriz mezclada idóneas incluyen, pero no se limitan a, nitruro de boro, óxido de cobre, nitruro. de aluminio, aluminio, hierro y carburo de silicona.
Fabricación de membranas de matriz mezcladas con compuesto
De acuerdo con- una modalidad ventajosa de la presente invención, las membranas de matriz mezcladas con compuesto de la presente invención se fabrican usando un método de inversión de fase, en una etapa de moldeo sencilla, en la que una solución de dosificado de polímero se prepara e.- incluye
cantidades predeterminadas de polímero hidrofílico y SMM hidrofóbico disuelto en mezcla solvente/no-solvente. Entonces las nano-partículas inorgánicas .se dispersan en la solución de dosificado de polímero para formar la mezcla de dosificado de nano-partículas oliméricas/inorgánicas . Esta mezcla entonces se moldea en una placa de vidrio y se deja evaporar a temperatura ambiente; sin embargo la evaporación del solvente se controla cubriendo la película de moldeo con una cubierta de vidrio. Durante la evaporación de solvente controlado; las SMM hidrofóbicas migran a la interfaz de aire/polímero (esto es capa superior) , ya que tiene energía de superficie más baja. Por otro lado, las nano-partículas inorgánicas establecidas en el fondo de la capa hidrofílica elevando su conductividad térmica. Pueden usarse métodos alternativos para preparar la membranas matriz mezcladas con compuesto, sin embargo, la migración de superficie SMM . y. el asentamiento de nano-partículas inorgánicas son críticos para la preparación de las membranas de la presente invención' el método de inversión de fase es el método más simple y el más económico actualmente conocido.
La inversión de fase es un proceso en el que un polímero se transforma de . un estado líquido a un estado sólido. Hay un número de métodos para lograr la inversión de fase. En otros, la técnica de inversión de fase húmedo-seco y la separación
de fase inducida por temperatura (TIPS) son más comúnmente usadas en la fabricación de membrana industrial. La técnica de inversión de fase húmeda-seca fue. aplicada por Loeb y Sourirajan en su desarrollo de la primera membrana de acetato de celulosa para desalinización de agua de mar.' Por lo tanto, este método es frecuentemente llamado' el método Loeb-Sourirajan.
De acuerdo al método Loeb-Souriraj an, una solución de polímero se prepara mezclando el polímero, solvente y a veces no solvente. La solución entonces se moldea en una superficie idónea por una cuchilla doctor para un grosor predeterminado (50-250 m).. Después de la evaporación parcial del solvente, la película de moldeo se sumerge en · un baño de medio no solvente, frecuentemente llamado medio de gelificación . Debido a una secuencia de dos etapas de disolución, esto es, evaporación de solvente e intercambio de solvente/no-solvente en el baño de gelificación, la solidificación de película" de polímero toma lugar. Es deseable seleccionar un solvente, de energía de disolución fuerte con alta volatilidad. Durante la primera etapa de por evaporación de solvente, una capa- de piel delgada de polímero sólido se forma instantáneamente' en la parte superior de la película de moldeo debido a : la pérdida del solvente. En. el- proceso de intercambio solvente/no-solvente que sigue, el no solvente penetra,
mientras que el solvente no penetra, la película de solución de polímero a través de la capa sólida delgada. .
En algún punto de este proceso, el contenido de solvente en la película de solución se vuelve tan bajo que el solvente ya no está disponible ' para mantener el". polímero en una fase. La separación de fases toma lugar- en este punto, formando gotas de una fase líquida dispersa en la otra fase de líquido continua. El punto de la separación de fases, y el tamaño y el número de las gotas dispersas dependen de la naturaleza del solvente y del no solvente y. la composición de solución del polímero. El' control del número y del tamaño de las gotas eventualmente controlará la estructura del sustrato poroso.
La capa delgada del polímero sólido que se forma durante la primera etapa de evaporación se vuelve la capa de piel superior que regirá la selectividad y el flujo permeado de la membrana, mientras que la estructura porosa que se forma durante la etapa de extracción solvente/no-solvente se vuelve la sub-capa porosa., proporcionando la fuerza mecánica,' !una característica ventajosa.- Por lo tanto, la membrana obtenida es una membrana asimétrica integralmente de piel.
Características de las membranas de matriz mezcladas:
La membrana dé matriz mezclada ' con un compuesto : de conductividad térmica de capa hidrofílica alta se presenta. Este tipo novedoso de membrana exhibe flujos de permeado más
altos que aquellos de membranas poliméricas de compuesto preparadas sin nanó-particulas' inorgánicas dispersas. Además, las propiedades . mecánicas como . la fuerza mecánica de las membranas de compuesto de matriz mezcladas fueron mucho mejores que las membranas poliméricas de compuesto. También tiene tendencia de humectación más baja que las membranas comerciales de la capa hidrofóbic.a sencilla.
Aplicación de las membranas de matriz mezcladas con compuesto:
Las membranas, de matriz mezcladas' con compuesto de la presente invención son particularmente útiles en destilación de membrana por contacto directo (DCMD).
Las membranas de matriz mezcladas con compuesto propuestas pueden usarse para desalinización de agua de mar, tratamiento de aguas residuales, procesamiento de alimentos, concentración de productos farmacéuticos, etc.
Con el fin de' obtener un. mejor entendimiento de; la invención descrita en la presente, los siguientes ejemplos de membrana se' establecen.- Debe de entenderse que estos ejemplos son sólo para propósitos ilustrativos. Por lo tanto, no deben de limitar el enfoque de esta invención de ningún modo.
EJEMPLOS DE MEMBRANA
Preparación y caracterizació de membranas de matriz mezcladas con compuesto para desalinización por Destilación de membrana por contacto directo
Diferentes membranas de matriz mezcladas con compuesto se prepararon Usando diferentes tipos de nano-particulas inorgánicas incluyendo, óxido de cobre, nitruro de aluminio, nitruro de boro, aluminio, hierro y carburo de silicona. Además, diferentes tipos de polímero hidrofílico y concentraciones se usaron en la preparación de membranas de matriz mezcladas con compuesto. El efecto del uso de las nano-partículas inorgánicas en la morfología de la membrana y el desempeño de desalinización de estas membranas en MD fue claramente identificado.
La morfología de las membranas de matriz mezcladas con compuesto, propiedades mecánicas y '. desempeño DCMD se estudiaron usando diferentes técnicas de caracterización", y', se compararon con membranas de compuesto preparadas ' sin '. la dispersión de nano-partículas inorgánicas. Las membranas de matriz mezcladas con compuesto exhiben mejores propiedades mecánicas y desempeño para aplicación práctica en la desalinización por DCMD.
Experimentos
Materiales
Todos los químicos utilizados en este trabajo y su número de servicio del Chemical Abstracts . (CAS) se resumen en la Tabla 1. El peso molecular promedio (Mw) de la polisulfona (PS) y polietersulfona (PES) es 79000 g/mol 30800 g/mol, respectivamente.
Tabla 1: Materiales utilizados en este ejemplo
Síntesis de S Ms
Las SMMs se . sintetizaron usando el método de polimerización dé solución de dos etapas (Qtaishat, Khayet y Matsuura, 2011) . En este ejemplo, la primera etapa de polimerización se condujo en una solución de una composición predeterminada para ' formar poliurea por la reacción de MDI con PDMS o DPS como un pre-polimero, DMAc se usó 'c mo
solvente. En la segunda' etapa de polimerización, el pre-polimero se encapsuló en el extremo por la adición de BAL, resultando en una solución de SMM . que tiene la estructura mostrada en la Figura 2. La composición de SMM fue 2 MDI: 1 PDMS: 2 BAL o 3MDI : 2DPS: -2BAL . Las SMMs sintetizadas se nombran de aquí en adelante nSMMl y SMM2.
Caracterización de SMMs
El análisis elemental del contenido de flúor en nSMMl se llevó a cabo usando el método estándar en ASTM D3761. Un peso exacto (10-50 mg) de la muestra se colocó en combustión de bomba de matraz . de oxigeno (Oxygen Bomb Calorimeter, Gallenkamp) . Después de la piro-hidrólisis, el flúor (ion) se midió por una cromatografía de iones (Ion Chromatograph, Dione DXIOOO) .
La temperatura¦ de transición vitrea (Tg) de las SMMs sintetizadas fue - medida por calorímetro de · exploración diferencial y el peso del peso molecular promedio de las SMMs sintetizadas se midió por la cromatografía de penetración, de gel (GPC) . ·
Preparación de membrana
Las membranas de matriz mezcladas con compuesto se prepararon en una etapa de moldeo sencilla por el método de inversión de fase. El etanol se usó como un aditivo no solvente. Una cantidad predeterminada de PS o PES se disolvió en una mezcla NMP/etanol, el nSMMl se agregó a la solución PS a una concentración constante de 1.5 o 2% en peso. Las mezclas resultantes se agitaron en un agitador orbital a temperatura ambiente por al menos 48 h, entonces 5% en peso de nano-particulas inorgánicas se' agregaron a la solución de polímero, y la solución . además se agitó por 24 horas. La solución resultante es dispersión polímero-inorgánico donde las náno-partícülas inorgánicas se suspenden. La PS y concentración PES¦ en la solución se varió en un intervalo dé 12-14 % en peso. La concentración de etanol fue 10 % en peso. Las soluciones de polímero se moldearon en una placa;; de vidrio suave a un grosor de 0.25 mm usando una varilla de moldeo a temperatura ambiente. Las películas ·' de, moldeo resultantes se dejaron evaporar a temperatura ambiente por un periodo predeterminado, con el fin de establecer las ñano-partículas inorgánicas en el fondo de las películas y para dejar que las SMMs migraran a la interfaz aire superior/polímero. El volumen de evaporación de solvente se controló cubriendo la película de moldeo con una cubierta, de
2 mm desplazamiento, lo que dificultó la evaporación del solvente pero permitió la SMM para migrar a la interfaz de aire/polímero así como también el asentamiento de las nano-pártículas inorgánicas en el fondo de la película de moldeo. Entonces, las películas de moldeo junto con las placas de vidrio se sumergieron por 1 h en agua de la llave a temperatura ambiente. Durante la gelificación, se observó que las membranas se desprendieron . de la placa de vidrio espontáneamente. Todas las membranas entonces se secaron a condiciones ambientales por 3 días. La Tabla 2 muestra las membranas preparadas, sus materiales de construcción y condiciones de preparación.
Tabla 2: Detalles de preparación de membrana: composición de la solución de moldeo y condiciones de preparación
^Concentración de etanol (aditivo no-solvente) , 10 % en temperatura (agua de la llave) de baño de gelificación :
Caracterización de la membrana
1. Microscopía de barrido de electrones (SEM)
La sección transversal de las SM s mezcladas- .con membranas PEI se. analizó por microscopía de barrido de electrones, SEM, (JSM-6400 JEOL, Japón) . Las membranas se cortaron en piezas (3 mm de amplitud, y 10. mm de longitud) y subsecuentemente se sumergieron en depósito de nitrógeno líquido por 5 s. Mientras se mantuvieron las piezas en el nitrógeno líquido,, aquellas se partieron en dos piezas empujándolas desde ambos extremos. Una' de las piezas -parti-das se montó en la placa de metal con pasta de carbono y se recubrieron de oro previo a su uso. La sección transversal' de
las membranas en las partes partidas fue finalmente examinada por SEM.
2. Espectroscopia de fotoelectrón de rayos X (XPS)
La composición elemental en la superficie de cada SMM mezclada con membrana' se determinó por' espectroscopia de fotoelectrón de rayos X (XPS, Kratos Axis HS espectrómetro de fotoelectrón de rayos X, Manchester, RU) . Cada membrana se cortó en muestras . de 1 cm desde posiciones aleatorias de la membrana. Al Ka X-radiación monocromatizada se usó para excitación y un analizador hemisférico 180° con un detector de acal de árbol se empleó. La pistola de rayos X se operó a 15 kV y 20 mA.. La presión en la cámara analizadora fue 1.33xl0~4 a 1.33xl0~5 Pa. El tamaño del área analizada fue alrededor de 1 mm2. Todas las muestras de membrana se analizaron para su contenido de flúor tanto en el lado, de fondo como en el lado superior.
3. Pruebas mecánicas:
La prueba de · tracción se realizó a temperatura ambiente en un modelo dinamómetro Instrom 4301, de acuerdo a AST D638M (estándares) . Las pruebas se llevaron a cabo con una velocidad de cruceta 50 ml/min en el rompimiento. Al menos tres mediciones se realizaron para cada muestra de membrana y los valores promedio se reportan en este estudio. Las propiedades mecánicas de las membranas se dan en términos del
módulo de Young, fuerza máxima. y el porcentaje de alargamiento en el rompimiento.
Experimentos de destilación de membrana por contacto directo
La matriz mezclada con compuesto preparado se probó por el arreglo de destilación de membrana por contacto directo (DCMD) mostrado en la Fig. 3 y detallado en cualquier otro lado (Khayet y Matsuura, 2011) .
Resultados y discusión
Caracterización de las membranas de compuesto de matriz mezclada
Las imágenes SEM de sección transversal de las membranas de matriz mezclada se muestran en la Figura 4. Como puede verse, todas las membranas son de estructura asimétrica con una estructura más densa en la superficie de la parte superior, mientras ' que la estructura de la superficie de fondo varia dependiendo de la existencia de las,,, ¿ano-partículas de matriz mezclada y su tipo. En la membrana donde no hay nanc-partículas de' matriz mezclada (MC3 en Fig. 4) ,: se formaron micro-vacíos horizontales interrumpidos por capas similares a esponjas entre. Sin embargo, cuando se agregan nano-part ículas de matriz mezclada a la solución de polímero de membrana de compuesto, los macro-vacíos fueron verticales alcanzando el fondo' de la membrana (MC5 en Fig. 4 es una
excepción observada) . 'Por ejemplo, en el caso de óxido de cobre (MC y MC8 en la Fig. 4) los macro-vacios que crecieron en dirección vertical son separados por capas de polímero similares a esponjas verticales, una tendencia similar se obtuvo en MC16 y MC22. Cuando el nitruro de boro se usó como nano-partícula dispersa. (MC5 y MC9' en la Fig. 4), se observó que la estructura de tipo dedo se volvió .irregular en la sección media y se formaron macro-vacios grandes en el fondo, una tendencia similar se . obtuvo en MC14 y MC21. Finalmente, en el caso de nitruro de aluminio (MC6 y MC10 en la Fig. 4), se observó que hay núcleos de polímero formados en diferentes posiciones en la capa hidrofílica.
La Figura 5 muestra las imágenes SEM de las superficies superior y de fondo de las membranas de matriz mezclada, en las que MC 17 se tomó como un ejemplo. Las imágenes mostraron que el tamaño de poro de la superficie superior fue un orden de magnitudes más bajo que el de la . superficie de fondo.
Cuantitativamente, el intervalo de tamaño de poro en la superficie superior füe alrededor de 20 nm, por otro lado fue alrededor de 1.6 µp?.
Las propiedades mecánicas de las membranas dé" matriz mezcladas con compuesto se resumen en la Tabla 3 y los ejemplos de comportamientos de deformación se muestran en la Fig. 6.. Cuando se usa el mismo polímero PS con la misma
concentración en el dosificado (MC3, MC4, MC5, MC6) , el módulo de Young,. fuerza máxima y porcentaje de alargamiento en el rompimiento de las membranas de matriz mezcladas con compuesto (MC4, MC.5, C6) son más altos que aquellos de la membrana de matriz no mezclada MC3 (Ver Fig. 6a) . Similarmente, cuando se usa 12 % en peso de PS en el dosificado, las propiedades mecánicas .mejoraron por la dispersión de las nano-particulas de matriz mezclada en el dosificado. La membrana de matriz mezclada con compuesto C2 exhibe mejores parámetros mecánicos que la membrana.de matriz no mezclada. MCI . (ver Tabla 3 y Fig. 6b) . El mismo comportamiento se. observó para el polímero PES cuando se compara la membrana MC7 y MC8 (ver Tabla 3 y Fig. 6c) . Sin embargo, las propiedades mecánicas de las membranas PS son mejores que aquellas de las membranas PES.
Tabla 3: Propiedades mecánicas de- las membranas de matriz mezcladas con compuesto. . ' :"
Desempeño de la membrana
Las Figuras 7-11 muestran flujos DCMD de las membranas de compuesto de matriz mezclada. Las Figuras 7a, 8a, y 9a muestran el flujo DCMD contra la temperatura promedio de soluciones de permeado (Tm) cuando se usa como alimentación agua destilada, mientras las Figuras 7b, 8b y 9b muestran el flujo DCMD de las mismas membranas cuando usan solución acuosa 0.5 NaCl como alimentación. Sin embargo, en las Figuras 11 y 12 el efecto de la temperatura media en el flujo DCMD de agua destilada y solución 0.5M de NaCl se muestran asi como también el factor de separación.
Como se muestra en las figuras; todas las membranas exhiben un incremento exponencial del flujo DCMD con un incremento en Tm. Esto se atribuye al incremento exponencial de la presión de vapor con el incremento de temperatura; de acuerdo a la ecuación de Antoine.
Cuando se consideró la¦ adición de las nano-particulas inorgánicas; se observó que el flujo de permeado de DCMD se incrementó dramáticamente. Por ejemplo, bajo las mismas condiciones de operación DCMD, para membranas al 12 % en peso de PS el flujo de. permeado se incrementó al 50% cuando^ se agregó óxido de cobre (Ver Fig. 7a) . En ' la Fig. 8a, similarmente, el flujo de' permeado incrementó en membranas al 14% en peso PS por.200% cuando el óxido de cobre y nitruro' de
boro se agregaron como ' nano-particulas inorgánicas. Esa tendencia además fue verificada cuando PES cuando se usó como el polímero hidrofilico de base. La Figura 9a muestra que el flujo de permeado de las membranas PES al 14 % en peso se incrementó al' 120% cuando se agregó el óxido de cobre.
Los resultados más importantes son aquellos mostrados en las Figuras 10 y 11 en los que el. hierro, aluminio y carburo de silicona se usaron como nano-particulas, ya que los datos de flujo reportado fueron orden de magnitudes más altas que las mostradas en las Figuras 7-9. Sin embargo, no se cree que el ¦ tipo de . nano-partícula fuera responsable de esta tendencia. Fueron las diferencias de técnica de fabricación, ya que MC11, 12, 16 y 18 se prepararon usando la cubierta como se detalló anteriormente en la sección de preparación de membrana.
En conclusión, todas las membranas de compuesto de matriz mezclada preparadas exhibieron flujo permeado más álco que las membranas de compuesto polimérico. Además, todas : las membranas probadas exhibieron factores de rechazo sal (NaCl) más altos qüe 99.9%.
Conclusiones
Este ejemplo proporciona . una prueba para la reivindicación de que el incremento de la conductividad
térmica de capa hidrofilica lleva a un. incremento dramático del flujo permeado por DCMD de la membrana hidrofóbica/hidro ílica del compuesto. Esto se atribuye a la conductividad térmica de la capa hidrofilica que es incrementada dispersando nano-particulas inorgánicas en el dosificado de polímero usado para moldear la membrana de compuesto hidrofóbico/hidrofilico de matriz mezclada.
Las membranas de compuesto de matriz mezclada exhiben mejores propiedades mecánicas que las membranas hidrofóbica/hidrofilica del -compuesto preparadas sin nano-particulas . ' .
Las membranas- de compuesto de matriz mezclada preparadas están destinadas a desempeñar una función principal en el desarrollo futuro y comercialización del proceso ¦ de destilación de membrana (MD) .
Otras modificaciones y variaciones para' la invención serán aparentes para aquellas personas expertas en la técnica de la descripción y enseñanzas precedentes. De este modo, mientras sólo ciertas modalidades de la invención han sido específicamente descritas en- la presente, será aparente . que numerosas modificaciones pueden hacerse a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
Referencias
Las siguientes referencias se proporcionan en la presente para información de antecedentes adicionales y como tal se incorporan como referencia.
Khayet, M . , Membranes and theoretical modeling of membrane distillation : A review, Advances irí Colloid and Intérface Science,. 164, 5.6-88, 201 1.
Khayet, M . , ... Matsuura, T., Membrane Distillation: Principies and Applications, Elsevier, Amsterdam (The Netherlands) 201 1.
Qtaishát, M.R., Khayet, M. , and Matsuura, . , Composite membranes for membrane distillation and related methods of manufacture. Solicitud de la Patente de E.U.A. Publicación No. 201 10031 100. .
Claims (22)
1.. Un sistema de destilación de membrana caracterizado porque comprende: una membrana hidrofílica/hidrofóbica de matriz mezclada de compuesto de lámina plana que tiene al menos una capa hidrofilica y una capa hidrofóbica ; la capa hidrofilica además comprende un polímero hidrofílico y nano-partículas inorgánicas de conductividad térmica alta, y la . capa hidrofóbica además comprende macromolécula modificadora de superficie fluorada (SMM) .
2. El sistema de. destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho ' polímero hidrofílico es un polímero termoplástico.
3. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste; de polisulfona, polietersulfona, polieterimida y ' acetato de celulosa.
4. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha nano-particula es una nano-particula · inorgánica de- conductividad térmica alta. .
5. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación, 1, caracterizado porque dichas nano-particulas inorgánicas se seleccionan del grupo- gue consiste de óxido de cobre, nitruro de boro, nitruro de aluminio, aluminio, hierro y carburo de silicona.
6. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dichas macromoléculas modificadoras de superficie fluorada (SMM) son fluoropolimeros oligoméricos sintetizados usando química de poliuretano, las macromoléculas modificadoras de superficie comprenden grupos terminales fluorados. ¦
7. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación. 1, caracterizado porque dichas SMM fluoradas se mezclan dentro de dicha capa hidrofilica ..
8·. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque dichas SMM' se seleccionan del grupo que consiste de poli (propilenglicol uretano) y poli (uretano dimetilsiloxano urea).
9. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha membrana de matriz mezclada tiene una estructura morfológica concebida para maximizar el .flujo permeado y la permeabilidad.
10. La membrana de matriz mezclada con compuesto de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque dicha estructura . morfológica comprende parámetros que representan un grosor y una porosidad de dicha capa hidrofóbica, y un grosor, una porosidad y una conductividad térmica de dicha capa hidrofilica, y una estructura interna de membranas de lámina . plana .
11. El sistema de destilación de membrana de conformidad con. la reivindicación 1, caracterizado porque dicha membrana de matriz mezclada con compuesto tiene flujo permeado de vapor -más alto que. las membranas poliméricas del. compuesto .
12. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha membrana de matriz mezclada con compuesto tiene una fuerza mecánica más alta que las membranas poliméricas del compuesto. :
13. El sistema de destilación de membrana de conformidad con la reivindicación .1, caracterizado porque la membrana de matriz mezclada compuesta, tiene tendencia de humectación más baja que las membranas comerciales de' la capa hidrofóbica sencilla.
14. Un método de inversión de fase para fabricar una membrana hidrofilica/hidrofóbica de matriz mezclada con compuesto de destilación de membrana, dicho método caracterizado porque comprende: (a) dispersar' un polímero hidr'ofílico huésped con una cantidad predeterminada de nano-partículas inorgánicas insolubles y un aditivo no solvente en un solvente para formar una solución polímero-inorgánica; (b) agregar una macromolécula modificadora de superficie fluorada (SMM) a la solución polímero-inorgánica para formar una mezcla SMM de nano-partículas polímero-inorgánicas; (c) moldear dicha mezcla de nano-partículas polímero-inorgánicas y dejar evaporar dicho solvente a temperatura ambiente por un tiempo predeterminado para formar una película de moldeo; (d) variar un tiempo de evaporación sistemáticamente para estudiar y modificar un efecto del tiempo de evaporación en el asentamiento de las nano-partículas inorgánicas en una capa de fondo así como también la migración SMM hidrofóbica a la capa superior; (e) cubrir la película de moldeo por una cubierta que tiene un cierto desplazamiento para, controlar la evaporación del solvente dejando más tiempo para el asentamiento de. la nano-partícula inorgánica en la capa de fondo y la migración de SMM hidrofóbica. para la interfaz aire/polímero; y (f) sumergir dicha película de moldeo producida en la etapa (c) en agua para permitir la gelificación .
• 15. El método de fabricación de membrana de matriz mezclada con un compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porgue además comprende maximizar la porosidad y minimizar el grosor de dicha capa de polímero hidrofóbico de dicha membrana de compuesto con el fin de incrementar el flujo permeado de dicha membrana de compuesto.
16. El método de fabricación de membrana de matriz mezclada con un- compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado . porque además comprende maximizar el grosor y la ' conductividad térmica de dicha capa hidrofílica.
17. El método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con un compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende mezclar el coeficiente de polarización de temperatura en la subcapa hidrofílica, de acuerdo a las siguientes ecuaciones: donde 9f, ?3 y ?? son' los coeficientes de polarización de temperatura correspondientes . a la alimentación, subcapa hidrofílica y .fases- '-de permeado,. respectivamente; y se definen como sigue a continuación.
18. El método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con un compuesto dé conformidad con la reivindicación 1.4,·. caracterizado porque dicha capa huésped comprende al menos uno de polisulfona, polietersulfona, politerimida, acetato de celulosa y otros polímeros conocidos como termoplásticos como un polímero hidrofílico y al menos uno de óxido de cobre, nitruro de boro, nitruro de aluminio, aluminio, hierro, carburo de silicona y otras nano-partículas orgánicos o inorgánicas de conductividad térmica alta.
19. El método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con un compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque dicha capa superior hidrofóbica es ya sea de naturaleza polimérica tal como SMM o naturaleza inorgánica tal como zeolitas.'
20. El método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con un compuesto de conformidad con . . la reivindicación 14, caracterizado porque . dicho solvente no aditivo se seleccione del grupo que consiste de ?-butirolactona, etanol, cloruro de litio y otros conocidos en la bibliografía de membrana como aditivos no solventes.
21. El método de fabricación de la membrana de matriz mezclada con. un compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque' dicho solvente se selecciona del grupo que consiste de N, N-dimetilacetamida, 1-metil-2-pirrolidona y. otros conocidos como solventes o mezclas de solventes para los polímeros definidos en 19 como polímeros hidrofílieos .
22. El método de ¦ fabricación de la membrana de matriz mezclada con un · compuesto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizados porque exhibió flujo permeado más alto debido a la conductividad térmica más alta de la subeapa y la disminución en la resistencia de , la migración de vapor de agua en la capa hidrofóbica.
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| US5928792A (en) * | 1997-05-01 | 1999-07-27 | Millipore Corporation | Process for making surface modified porous membrane with perfluorocarbon copolymer |
| JP2001300272A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-10-30 | Nof Corp | フッ素系ブロック共重合体により被覆されている中空糸膜及びその製造方法 |
| WO2002058828A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | Innovasep Technology Corporation | Asymmetric hollow fiber membranes |
| DE10321146A1 (de) * | 2003-05-12 | 2004-12-02 | Clean Water Gesellschaft für Wasseraufbereitungstechnik mbH | Verfahren und Vorrichtung zur Wasserreinigung, insbesondere Wasserentsalzung |
| WO2006044463A1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | 3M Innovative Properties Company | Method for preparing hydrophilic polyethersulfone membrane |
| US20100224555A1 (en) * | 2007-09-21 | 2010-09-09 | Hoek Eric M V | Nanocomposite membranes and methods of making and using same |
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