High Performance Thin Film Nanofibrous Composite Membrane for Organic Solvent Nanofiltration

Promovendus/a: Yi Li

Promotor(en): Prof. dr. ir. Bart Van der Bruggen

Het herwinnen van solventen en moleculaire scheiding zijn vaak van groot belang in industriële toepassingen in de farmaceutische industrie, de voedingsmiddelenindustrie en de chemische industrie. In vergelijking met conventionele thermische technologieën is nanofiltratie van organische solventen (OSN) waarbij geen faseovergang wordt gebruikt, een mogelijke oplossing om het energieverbruik in chemische processen te verminderen. Voor een energiezuinig scheidingsproces is een permeabel en selectief membraan gewenst. Commerciële OSN-membranen vervaardigd door covalente vernetting van de polymeren hebben het nadeel van een lage permeabiliteit voor solventen. Als alternatief bestaat een dunne film composiet (TFC) membraan uit een bovenste laag op nanoschaal, en heeft een poreus substraat voordelen voor het optimaliseren van de gelaagde structuur. De nanometer dunne film heeft veel potentieel en biedt ultrasnelle permeantie voor het OSN-membraan. De uitdagingen blijven echter bij de stabiliteit van het oplosmiddel en de precieze selectiviteit van het composietmembraan. Het ontwikkelen van robuuste substraatmaterialen en het rationeel ontwerpen van de poriestructuur van de selectieve laag zijn de sleutel voor de ontwikkeling van hoogwaardige OSN-membranen. Dit proefschrift beoogt de bovengenoemde problemen aan te pakken door een nieuw soort nanovezel substraat te introduceren en de poriëngroottes / structuur van het membraan op moleculair niveau te ontwerpen door middel van chemische reacties en activering van solventen. In dit proefschrift werden verschillende aminemonomeren onderzocht, waaronder twee soorten aromatische diamines, m-fenyleendiamine (MPD), m-xylylenediamine (m-XDA) en één alifatisch polyamine, polyethyleenimine (PEI), om de selectieve laag te synthetiseren.