Abstrakt
Ammonium ionic liquids (ILs) are relatively cheap in synthesis and environmentally benign and despite that they have been very rarely used in gas separation. In this research we used several ammonium ILs as liquid membranes for removal of residual toluene from gas phase. Ionic liquids used in this study were composed of bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion [Tf2N] and trimethylbutylammonium [N1114], trietylbutylammonium [N2224], trietylhexylammonium [N2226], trietyloctylammonium [N2228] cations. Selected ILs formed stable membranes with limited swelling effect and good performance. The highest toluene permeability was recorded for [N2228][Tf2N] of 2666 barrers and for triethyl based ILs it was decreasing with carbon atoms number. The selectivity of toluene/N2 separation was in a range of 29 to 120. For better process illustration, the factors influencing the permeation process, namely viscosity and partition coefficients were examined.
Cytowania
-
5
CrossRef
-
0
Web of Science
-
5
Scopus
Autorzy (2)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE
nr 219,
ISSN: 0009-2509 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2020
- Opis bibliograficzny:
- Cichowska-Kopczyńska I., Aranowski R.: Effectiveness of toluene separation from gas phase using supported ammonium ionic liquid membrane// CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE -Vol. 219, (2020), s.115605-
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.ces.2020.115605
- Bibliografia: test
-
- M.J. Earle, K.R. Seddon, Ionic liquids. Green solvents for the future, Pure Appl. Chem. 72 (2007) 1391-1398. doi:10.1351/pac200072071391. otwiera się w nowej karcie
- J.G. Huddleston, H.D. Willauer, R.P. Swatloski, A.E. Visser, R.D. Rogers, Room temperature ionic liquids as novel media for 'clean' liquid-liquid extraction -Chemical Communications (RSC Publishing), Chem. Commun. (1998) 1765-1766. otwiera się w nowej karcie
- C.P. Fredlacke, J.M. Crosthwaite, D.G. Hert, S. Aki, J.F. Brennecke, Thermophysical Properties of Imidazolium-Based ionic Liquids, J. Chem. Eng. Data. 49 (2004) 954-964. otwiera się w nowej karcie
- U. Domańska, M. Wlazło, Z. Dąbrowski, A. Wiśniewska, Ammonium ionic liquids in separation of water/butan-1-ol using liquid-liquid equilibrium diagrams in ternary systems, Fluid Phase Equilib. 485 (2019) 23-31. doi:10.1016/J.FLUID.2018.12.009. otwiera się w nowej karcie
- U. Domańska, M. Karpińska, A. Wiśniewska, Z. Dąbrowski, Ammonium ionic liquids in extraction of bio-butan-1-ol from water phase using activity coefficients at infinite dilution, Fluid Phase Equilib. 479 (2019) 9-16. doi:10.1016/J.FLUID.2018.09.024. otwiera się w nowej karcie
- M. Królikowski, M. Królikowska, C. Wiśniewski, Separation of aliphatic from aromatic hydrocarbons and sulphur compounds from fuel based on measurements of activity coefficients at infinite dilution for organic solutes and water in the ionic liquid N,N-diethyl-N-methyl-N-(2- methoxy-ethyl)ammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, J. Chem. Thermodyn. 103 (2016) 115-124. doi:10.1016/J.JCT.2016.07.017. otwiera się w nowej karcie
- E. Elhaj, H. Wang, Y. Gu, Functionalized quaternary ammonium salt ionic liquids (FQAILs) as an economic and efficient catalyst for synthesis of glycerol carbonate from glycerol and dimethyl carbonate, Mol. Catal. 468 (2019) 19-28. doi:10.1016/J.MCAT.2019.02.005. otwiera się w nowej karcie
- I. Cichowska-Kopczynska, M. Joskowska, R. Aranowski, Wetting processes in supported ionic liquid membranes technology, Physicochem. Probl. Miner. Process. 50 (2014). doi:10.5277/ppmp140131. otwiera się w nowej karcie
- M.E. Zakrzewska, A.A. Rosatella, S.P. Simeonov, C.A.M. Afonso, V. Najdanovic-Visak, M. Nunes da Ponte, Solubility of carbon dioxide in ammonium based CO2-induced ionic liquids, Fluid Phase Equilib. 354 (2013) 19-23. doi:10.1016/J.FLUID.2013.06.011. otwiera się w nowej karcie
- X. Yuan, S. Zhang, J. Liu, X. Lu, Solubilities of CO2 in hydroxyl ammonium ionic liquids at elevated pressures, Fluid Phase Equilib. 257 (2007) 195-200. doi:10.1016/J.FLUID.2007.01.031. otwiera się w nowej karcie
- F. Nkinahamira, T. Su, Y. Xie, G. Ma, H. Wang, J. Li, High pressure adsorption of CO2 on MCM- 41 grafted with quaternary ammonium ionic liquids, Chem. Eng. J. 326 (2017) 831-838. doi:10.1016/J.CEJ.2017.05.173. otwiera się w nowej karcie
- M.S. Manic, A.J. Queimada, E.A. Macedo, V. Najdanovic-Visak, High-pressure solubilities of carbon dioxide in ionic liquids based on bis(trifluoromethylsulfonyl)imide and chloride, J. Supercrit. Fluids. 65 (2012) 1-10. doi:10.1016/J.SUPFLU.2012.02.016. otwiera się w nowej karcie
- J. Jacquemin, P. Husson, V. Majer, M.F. Costa Gomes, Influence of the cation on the solubility of CO2 and H2 in ionic liquids based on the bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion, J. Solution Chem. 36 (2007) 967-979. doi:10.1007/s10953-007-9159-9. otwiera się w nowej karcie
- H.R. Cascon, S.K. Choudhari, 1-Butanol pervaporation performance and intrinsic stability of phosphonium and ammonium ionic liquid-based supported liquid membranes, J. Memb. Sci. 429 (2013) 214-224. doi:10.1016/J.MEMSCI.2012.11.028. otwiera się w nowej karcie
- H.R. Cascon, S.K. Choudhari, G.M. Nisola, E.L. Vivas, D.-J. Lee, W.-J. Chung, Partitioning of butanol and other fermentation broth components in phosphonium and ammonium-based ionic liquids and their toxicity to solventogenic clostridia, Sep. Purif. Technol. 78 (2011) 164-174. doi:10.1016/J.SEPPUR.2011.01.041. otwiera się w nowej karcie
- P. Reddy, K.J. Chiyen, N. Deenadayalu, D. Ramjugernath, Determination of activity coefficients at infinite dilution of water and organic solutes (polar and non-polar) in the Ammoeng 100 ionic liquid at T = (308.15, 313.5, 323.15, and 333.15) K, J. Chem. Thermodyn. 43 (2011) 1178-1184. doi:10.1016/J.JCT.2011.03.001. otwiera się w nowej karcie
- R.L. Wolfrom, S. Chander, R. Hogg, Evaluation of capillary rise methods fordetermining wettability of powders, Miner. Metall. Process. 19 (2002) 198-202. otwiera się w nowej karcie
- M. Matsumoto, K. Ueba, K. Kondo, Vapor permeation of hydrocarbons through supported liquid membranes based on ionic liquids, Desalination. 241 (2009) 365-371. doi:10.1016/J.DESAL.2007.11.090. otwiera się w nowej karcie
- U. Domańska, A. Pobudkowska, M. Królikowski, Separation of aromatic hydrocarbons from alkanes using ammonium ionic liquid C2NTf2 at T = 298.15 K, Fluid Phase Equilib. 259 (2007) 173-179. doi:10.1016/J.FLUID.2007.06.025. otwiera się w nowej karcie
- A. Panigrahi, S.R. Pilli, K. Mohanty, Selective separation of Bisphenol A from aqueous solution using supported ionic liquid membrane, Sep. Purif. Technol. 107 (2013) 70-78. doi:10.1016/J.SEPPUR.2013.01.020. otwiera się w nowej karcie
- H. Walczyk, Niskotemperaturowa kondensacja lotnych związków organicznych w obecności gazu inertnego w spiralnym wymienniku ciepła, Pr. Nauk. Inst. Inżynierii Chem. PAN. 6 (2006) 7-127.
- P.R. Danesi, L. Reichley-Yinger, P.G. Rickert, Lifetime of supported liquid membranes: the influence of interfacial properties, chemical composition and water transport on the long-term stability of the membranes, J. Memb. Sci. 31 (1987) 117-145. otwiera się w nowej karcie
- A.M. Neplenbroek, D. Bargeman, C.A. Smolders, Supported liquid membranes: stabilization by gelation, J. Memb. Sci. 67 (1992) 149-165. doi:10.1016/0376-7388(92)80022-C. otwiera się w nowej karcie
- M. Teramoto, Y. Sakaida, S.S. Fu, N. Ohnishi, H. Matsuyama, T. Maki, T. Fukui, K. Arai, An attempt for the stabilization of supported liquid membrane, Sep. Purif. Technol. (2000). doi:10.1016/S1383-5866(00)00197-0. otwiera się w nowej karcie
- M. Zubielewicz Kamińska-Tarnawska, E., Wpływ farb na czystośc powietrza atmosferycznego. Lotne substancje organicze (VOC). Legislacja i oznaczanie, Przem. Chem. 84 (2005) 151-155.
- M. Joskowska, I. Kopczynska, B. Debski, D. Holownia-Kedzia, R. Aranowski, J. Hupka, Wetting of supports by ionic liquids used in gas separation processes, Physicochem. Probl. Miner. Process. 48 (2012) 129-140.
- Q. Gan, D. Rooney, H. Xue, G. Thompson, Y. Zou, An experimental study of gas transport and separation properties of ionic liquids supported on nanofiltration membranes, J. Memb. Sci. 280 (2006) 948-956. otwiera się w nowej karcie
- Q. Gan, D. Rooney, Y. Zou, Supported ionic liquid membranes in nanopore structure for gas separation and transport studies, Desalination. 199 (2006) 535-537. otwiera się w nowej karcie
- B.C. Lee, S.L. Outcalt, Solubilities of gases in the Ionic liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, J. Chem. Eng. Data. 51 (2006) 892-897. otwiera się w nowej karcie
- A. Uyanik, N. Tinkiliç, Preparing Accurate Standard Gas Mixtures of Volatile Substances at Low Concentration Levels, 4171 (1999) 141-142. otwiera się w nowej karcie
- W.I. Sohn, D.H. Ryu, S.J. Oh, J.K. Koo, A study on the development of composite membranes for the separation of organic vapors, J. Memb. Sci. 175 (2000) 163-170. otwiera się w nowej karcie
- I. Cichowska-Kopczyńska, M. Joskowska, B. Debski, R. Aranowski, J. Hupka, Separation of toluene from gas phase using supported imidazolium ionic liquid membrane, J. Memb. Sci. 566 (2018) 367-373. doi:10.1016/J.MEMSCI.2018.08.058. otwiera się w nowej karcie
- R. Fortunato, C.A.M. Afonso, A.M. Reis, J.G. Crespo, Supported liquid membranes using ionic liquids:study of stability and transport mechanisms, J. Memb. Sci. 242 (2004) 197-209. otwiera się w nowej karcie
- R. Fortunato, C.A.M. Afonso, J. Benavente, E. Rodriguez-Castellón, J.G. Crespo, Stability of supported ionic liquid membranes as studied by X-ray photoelectron spectroscopy , J. Memb. Sci. 256 (2005) 216-233. otwiera się w nowej karcie
- F. Hernandez-Fernandez, A. de los Rios, F. Tomas-Alonso, J. Palacios, G. Villora, Preparation of supported ionic liquid membrane: Influence of the ionic liquid immobilization method on their operational stability, J. Memb. Sci. 341 (2009) 172-177. otwiera się w nowej karcie
- M. Dakkach, F.Μ. Gaciño, M.J.G. Guimarey, S.K. Mylona, X. Paredes, M.J.P. Comuñas, J. Fernández, M.J. Assael, Viscosity-pressure dependence for nanostructured ionic liquids. Experimental values for butyltrimethylammonium and 1-butyl-3-methylpyridinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, J. Chem. Thermodyn. 121 (2018) 27-38. doi:10.1016/J.JCT.2018.01.025. otwiera się w nowej karcie
- A. Bhattacharjee, A. Luís, J.A. Lopes-da-silva, M.G. Freire, J. Pedro, Thermophysical properties of sulfonium-and ammonium-based ionic liquids, Fluid Phase Equilib. 958 (2014) 36-45. doi:10.1016/j.fluid.2014.08.005.Thermophysical. otwiera się w nowej karcie
- K. MacHanová, A. Boisset, Z. Sedláková, M. Anouti, M. Bendová, J. Jacquemin, Thermophysical properties of ammonium-based bis{(trifluoromethyl)sulfonyl} imide ionic liquids: Volumetric and transport properties, J. Chem. Eng. Data. 57 (2012) 2227-2235. doi:10.1021/je300108z. otwiera się w nowej karcie
- J. Sun, M. Forsyth, D.R. MacFarlane, Room-temperature molten salts based on the quaternary ammonium ion, J. Phys. Chem. B. 102 (1998) 8858-8864. doi:10.1021/jp981159p. otwiera się w nowej karcie
- V. V. Teplyakov, A.Y. Okunev, N.I. Laguntsov, Computer design of recycle membrane contactor doi:10.1016/j.seppur.2006.06.002. otwiera się w nowej karcie
- J.O. Valderrama, L.F. Cardona, R.E. Rojas, Correlation and prediction of ionic liquid viscosity using Valderrama-Patel-Teja cubic equation of state and the geometric similitude concept. Part I: Pure ionic liquids, Fluid Phase Equilib. 497 (2019) 164-177. doi:10.1016/J.FLUID.2019.04.031. otwiera się w nowej karcie
- P.F. Requejo, I. Díaz, E.J. González, Á. Domínguez, Mutual solubility of aromatic hydrocarbons in pyrrolidinium and ammonium-based ionic liquids and its modeling using the Cubic-Plus- Association (CPA) Equation of State, J. Chem. Eng. Data. 62 (2017) 633-642. doi:10.1021/acs.jced.6b00655. otwiera się w nowej karcie
- A. Finotello, J.E. Bara, D. Camper, R.D. Noble, Room-temperature ionic liquids: Temperature dependence of gas solubility selectivity, Ind. Eng. Chem. Res. 47 (2008) 3453-3459. doi:10.1021/ie0704142. otwiera się w nowej karcie
- J. Jacquemin, P. Husson, V. Majer, M.F.C. Gomes, Low-pressure solubilities and thermodynamics of solvation of eight gases in 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, Fluid Phase Equilib. 240 (2006) 87-95. doi:10.1016/j.fluid.2005.12.003. otwiera się w nowej karcie
- J. Jacquemin, M.F. Costa Gomes, P. Husson, V. Majer, Solubility of carbon dioxide, ethane, methane, oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, and carbon monoxide in 1-butyl-3- methylimidazolium tetrafluoroborate between temperatures 283 K and 343 K and at pressures close to atmospheric, J. Chem. Thermodyn. 38 (2006) 490-502. doi:10.1016/j.jct.2005.07.002. otwiera się w nowej karcie
- P.S. Kulkarni, L.C. Branco, J.G. Crespo, C.A.M. Afonso, A comparative study on absorption and selectivity of organic vapors by using ionic liquids based on imidazolium, quaternary ammonium, and guanidinium cations, Chem. -A Eur. J. 13 (2007) 8470-8477. doi:10.1002/chem.200700160. otwiera się w nowej karcie
- R.Y.M. Huang, X. Feng, Estimation of activation energy for permeation in pervaporation processes, J. Memb. Sci. 118 (1996) 127-131. doi:10.1016/0376-7388(96)00096-8. otwiera się w nowej karcie
- P. Izak, S. Hovorka, T. Bartovsky, L. Bartovska, J. Crespo, Swelling of polymeric membranes in roomtemperature ionic liquids, J. Memb. Sci. 296 (2007) 131-138. otwiera się w nowej karcie
- H. Tokuda, S. Tsuzuki, M.A.B.H. Susan, K. Hayamizu, M. Watanabe, How ionic are room- temperature ionic liquids? An indicator of the physicochemical properties, J. Phys. Chem. B. 110 (2006) 19593-19600. doi:10.1021/jp064159v. otwiera się w nowej karcie
- M.H. Ghatee, M. Bahrami, N. Khanjari, Measurement and study of density, surface tension, and viscosity of quaternary ammonium-based ionic liquids ([N222(n)]Tf2N), J. Chem. Thermodyn. 65 (2013) 42-52. doi:10.1016/J.JCT.2013.05.031. otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 137 razy