Keywords: Nanofiltració, líquids iònics Nanofiltration, Ionic liquids Nanofiltración, líquidos iónicos

Title in different languages: Nanofiltració de solucions aquoses de líquids iònics NANOFILTRATION OF IONIC LIQUID AQUEOUS SOLUTIONS Nanofiltración de soluciones aquosas de líquidos iónicos

Subject areas: Enginyeria química Chemical engineering Ingeniería química

Confidenciality: No

Academic year: 2015-2016

Student: Otalora Garmilla, Javier

Department: Enginyeria Química

Work's public defense date: 2016-09-08

TFM credits: 24

Project director: Font Capafons, Josep

Abstract: NANOFILTRACIÓ DE SOLUCIONS AQUEOSES DE LÍQUIDS IÒNICS Abstract. Els líquids iònics (LI) estan considerats com una alternativa per a substituir als dissolvents orgànics convencionals. Tot i així, el seu reciclatge i reutilització encara comporta un important repte. En aquest context, els processos de nanofiltració es poden utilitzar com una bona solució per a concentrar solucions de líquids iònics. Durant aquest treball, s’avalua l’ús de dues membranes comercials de nanofiltració (NFD i NF270) amb l’objectiu de concentrar solucions amb un contingut per sota del 10% de Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride mitjançant una unitat de nanofiltració. L’efecte de la TMP així com l’efecte de la concentració inicial de LI han estat estudiats. El experiments mostren que les membranes NF270, malgrat donar valors de rejection lleugerament inferiors a les membranes NFD, ofereixen valors de recovery superiors i una major tolerància als efectes del fouling. Mitjançant membranes NF270, és possible concentrar solucions de LI amb un contingut inicial del 2,2% fins a un 4,5% en pes amb valors de rejection superiors al 80%. Per solucions amb contingut més elevat de LI, la reducció del flux de permeat és massa elevada degut als efectes irreversibles del fouling. D’altra banda, hem demostrat que és possible eliminar els efectes irreversibles del fouling utilitzant una solució al 1% en pes d’EDTA i així restaurar completament el comportament inicial de les membranes. NANOFILTRATION OF IONIC LIQUID AQUEOUS SOLUTIONS Javier Otalora Garmilla Master in Nanoscience, Materials and Processes: Chemical Technology at the Frontier (2015/2016) e-mail: javier.otalora@estudiants.urv.cat Supervisors: Dr. Josep Font Capafons Department of Chemical Engineering. Universitat Rovira i Virgili Campus Sescelades, Avinguda Països Catalans, 26, s/n Tarragona, 43007, Spain Abstract. Ionic liquids (ILs) are a promising alternative to replace conventional organic solvents in a wide range of applications, yet recycling and reusing them still remain a challenge. In this context, nanofiltration (NF) can be used to separate and concentrate IL solutions. In this work, we evaluated the use of two commercially available NF membranes (NF270 and NFD) in order to separate Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride solutions with content below 10 wt% using a crossflow nanofiltration unit. The effect of the transmembrane pressure (TMP) and the IL concentration of the feed solution were studied. The experiments showed that NF270 membranes offer higher recovery values and suffer less fouling although they exhibited slightly lower IL rejection than NFD membranes. By using NF270 membranes, it was possible to concentrate IL solutions from 2.2 wt% to 4.5wt% with rejection values over 80%. However, for solutions with higher IL content, the recovery values decreased rapidly due to irreversible fouling effects. On the other hand, we have also demonstrated that is possible to remove the fouling effects by using a 1 wt% EDTA solution and fully restore membrane initial performance. NANOFILTRATION DE SOLUCIONES ACUOSAS DE LÍQUIDOS IÓNICOS Abstract. Los líquidos iónicos están considerados como una alternativa para reemplazar a los convencionales disolventes orgánicos. Sin embargo su reciclado y reúso aun presenta un reto. En este contexto, la nanofiltración puede usarse para separar y concentrar soluciones de líquidos iónicos. En este trabajo se evalúa el uso de dos membranas de nano filtración comerciales (NFD y NF270) con el objetivo de separar soluciones de Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride con un contenido por debajo del 10 % en peso mediante el uso de una unidad de nano filtración. El efecto de la TMP y la concentración inicial del líquido iónico han sido estudiados. Los experimentos muestran que las membranas NF270, a pesar de ofrecen valores de rejection ligeramente inferiores a las membranas NFD, ofrecen valores más altos de recovery y sufren menos efectos de fouling. Mediante el uso de membranas NF270, es posible concentrar soluciones acuosas del líquido iónico desde un 2,2% en peso hasta un 4,5% en peso con valores de rejection superiores al 80%. Sin embargo, para el caso de soluciones con un mayor contenido de LI, la disminución del flujo de permeado es muy severa debido a los irreversibles efectos del fouling. Por otra parte, hemos demostrado que es posible eliminar estos irreversibles efectos mediante el uso de una solución de EDTA al 1% y así restaurar completamente el comportamiento inicial de las membranas. .

Subject: Enginyeria química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)

Language: Anglès

Education area(s): Nanociència, Materials i Processos - Tecnologia Química de Frontera 

Title in original language: NANOFILTRATION OF IONIC LIQUID AQUEOUS SOLUTIONS

Creation date in repository: 2016-01-13