TAZ-TFG-2018-3614


Optimización en la fabricación de membranas basadas en el polímero 6FDA-DAM para la separación de mezclas de CO2

Pardillos Ruiz, Alberto
Téllez Ariso, Carlos (dir.) ; Sánchez Laínez, Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: La investigación realizada como Trabajo Fin de Grado del Grado en Ingeniería Química en la Universidad de Zaragoza, se resume en la memoria de “Optimización en la fabricación de membranas basadas en el polímero 6FDA-DAM para la separación de mezclas de CO2”. Las tareas de investigación se han desarrollado en los laboratorios del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA), dentro del grupo Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería del Reactor (CREG) del Departamento de Ingeniería Química y Medio Ambiente de la Universidad de Zaragoza. El objetivo principal de este trabajo es la fabricación de membranas, a partir del polímero 6FDA-DAM, selectivas a la permeación de las mezclas gaseosas CO2/CH4 y CO2/N2. Los materiales elegidos para este propósito ha sido los MOFs (metal organic frameworks) en concreto el ZIF-8 (zeolitic imidazolate framework–8). Este MOF presenta una estructura cristalina microporosa con aperturas de poro de 0,34 nm, lo que lo hace uno de los materiales más propicios para la separación de dichos gases por un mecanismo de tamizado molecular. En cuanto a la matriz polimérica, se ha elegido el PIM-1 (un polímero con propiedades también ventajosas en la separación de estas mezclas gaseosas con valores muy altos de permeabilidad) para combinarlo en un blend con el polímero base 6FDA-DAM. Por lo que la combinación de los MOFs y los polímeros da lugar a las llamadas membranas de matriz mixta (mixed matrix membranes, MMMs). Las membranas se han caracterizado mediante las técnicas analíticas más adecuadas (SEM, XRD, TGA, FTIR, DSC y RAMAN) y se han sometido a ensayos de separación de las mezclas gaseosas CO2/CH4 y CO2/N2. La adición de PIM-1 ha tenido un efecto favorable sobre la permeabilidad las membranas mejorando el rendimiento de estas, tras el encuentro de la carga óptima de PIM-1 en el blend, la adición de ZIF-8 también resulto favorable aumentando tanto la permeabilidad como la selectividad de las MMMs. Finalmente se han propuesto varios modelos los que se pueden ajustar los resultados de separación de gases obtenidos para los blends, ajustándose al modelo logarítmico.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado

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