Development of Ba-SAPO-34 Zeolite Membrane for Separation of CO2 in the Binary Gas Mixtures

Authors

  • Thiam Leng Chew Faculty of Engineering and Green Technology (FEGT), Perak Campus, Universiti Tunku Abdul Rahman, Jalan Universiti, Bandar Barat, 31900 Kampar, Perak, Malaysia
  • Abdul Latif Ahmad School of Chemical Engineering, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia, Seri Ampangan, 14300 Nibong Tebal, Pulau Pinang, Malaysia
  • Subhash Bhatia School of Chemical Engineering, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia, Seri Ampangan, 14300 Nibong Tebal, Pulau Pinang, Malaysia

DOI:

https://doi.org/10.11113/jt.v69.3387

Keywords:

Carbon dioxide, gas separation, Ba-SAPO-34, zeolite membrane, microwave

Abstract

Ba-SAPO-34 zeolite membrane was formed by membrane synthesis process using microwave (MW) heating and followed by membrane ion-exchange process with Ba2+ cation. The Ba-SAPO-34 zeolite membrane was tested for the separation of CO2 from the CO2/CH4 binary gas mixture. The effects of separation temperature, pressure difference across the membrane and CO2 concentration in the feed on the separation performance of the Ba-SAPO-34 membrane were studied. By feeding CO2/CH4 binary mixture with 5–50 % CO2 to the Ba-SAPO-34 at 303 K and 100 kPa pressure difference, high CO2/CH4 separation selectivities in the range of 103–276 were obtained.  

References

E. Favre. 2007. J. Membr. Sci. 294: 50.

R. Bredesen, K. Jordal, O. Bolland. 2004. Chem. Eng. Process. 43: 1129.

H. Lin, B. D. Freeman. 2005. J. Mol. Struct. 739: 57.

H. Yang, Z. Xu, M. Fan, R. Gupta, R. B. Slimane, A. E. Bland, I. Wright. 2008. J. Environ. Sci. 20: 14.

E. J. Granite, T. O'Brien. 2005. Fuel Process. Technol. 86: 1423.

S. Li, C. Q. Fan. 2010. Ind. Eng. Chem. Res. 49: 4399.

G. Q. Lu, J. C. Diniz da Costa, M. Duke, S. Giessler, R. Socolow, R. H. Williams, T. Kreutz. 2007. J. Colloid Inter. Sci. 314: 589.

M. L. Gray, Y. Soong, K. J. Champagne, H. Pennline, J. P. Baltrus, R. W. Stevens Jr, R. Khatri, S. S. C. Chuang, T. Filburn. 2005. Fuel Process. Technol. 86: 1449.

F. Zheng, D. N. Tran, B. J. Busche, G. E. Fryxell, R. S. Addleman, T. S. Zemanian, C. L. Aardahl. 2005. Ind. Eng. Chem. Res. 44: 3099.

M. Freemantle. 2005. Chem. Eng. News. 83: 49.

W. J. Koros, R. Mahajan. 2000. J. Membr. Sci. 175: 181.

D. Shekhawat, D. R. Luebke, H. W. Pennline. 2003. A Topical Report, United States Department of Energy.

Y. Li, J. Liu, W. Yang. 2006. J. Membr. Sci. 281: 646.

D. W. Shin, S. H. Hyun, C. H. Cho, M. H. Han. 2005. Micro. Meso. Mater. 85: 313.

V. Sebastián, I. Kumakiri, R. Bredesen, M. Menéndez. 2007. J. Membr. Sci. 292: 92.

G. T. P. Mabande, M. Noack, A. Avhale, P. Kölsch, G. Georgi, W. Schwieger, J. Caro. 2007. Micro. Meso. Mater. 98: 55.

M. P. Bernal, J. Coronas, M. Menéndez, J. Santamaría. 2004. AIChE J. 50: 127.

E. Piera, C. A. M. Brenninkmeijer, J. Santamaría, J. Coronas. 2002. J. Membr. Sci. 201: 229.

J. C. Poshusta, R. D. Noble, J. L. Falconer. 1999. J. Membr. Sci. 160: 115.

X. Gu, J. Dong, T. M. Nenoff. 2005. Ind. Eng. Chem. Res. 44: 937.

K. Weh, M. Noack, I. Sieber, J. Caro. 2002. Micro. Meso. Mater. 54: 27.

K. Sato, K. Sugimoto, Y. Sekine, M. Takada, M. Matsukata, T. Nakane. 2007. Micro. Meso. Mater. 101: 312.

N. Nishiyama, M. Yamaguchi, T. Katayama, Y. Hirota, M. Miyamoto, Y. Egashira, K. Ueyama, K. Nakanishi, T. Ohta, A. Mizusawa, T. Satoh. 2007. J Membr. Sci. 306: 349.

Y. Li, H. Chen, J. Liu, W. Yang. 2006. J. Membr. Sci. 277: 230.

N. Das, D. Kundu, M. Chatterjee. 2010. J. Coat. Technol. Res. 7: 383.

X. Xu, W. Yang, J. Liu, L. Lin, N. Stroh, H. Brunner. 2004. J. Membr. Sci. 229: 81.

S. Himeno, T. Tomita, K. Suzuki, K. Nakayama, K. Yajima, S. Yoshida. 2007. Ind. Eng. Chem. Res. 46: 6989.

T. Tomita, K. Nakayama, H. Sakai. 2004. Micro. Meso. Mater. 68: 71.

S. M. Mirfendereski, T. Mazaheri, M. Sadrzadeh, T. Mohammadi. 2008. Sep. Purif. Technol. 61: 317.

Y. Cui, H. Kita, K. -i. Okamoto. 2004. J. Mater. Chem. 14: 924.

S. Li, M. A. Carreon, Y. Zhang, H. H. Funke, R. D. Noble, J. L. Falconer. 2010. J. Membr. Sci. 352: 7.

M. Hong, S. Li, H. F. Funke, J. L. Falconer, R. D. Noble. 2007. Micro. Meso. Mater. 106: 140.

M. Hong, S. Li, J. L. Falconer, R. D. Noble. 2008. J. Membr. Sci. 307: 277.

S. Li, G. Alvarado, R. D. Noble, J. L. Falconer. 2005. J. Membr. Sci. 251: 59.

S. Li, J. G. Martinek, J. L. Falconer, R. D. Noble, T. Q. Gardner. 2005. Ind. Eng. Chem. Res. 44: 3220.

S. Li, J. L. Falconer, R. D. Noble. 2008. Micro. Meso. Mater. 110: 310.

J. C. Poshusta, V. A. Tuan, E. A. Pape, R. D. Noble, J. L. Falconer. 2000. AIChE J. 46: 779.

Y. Tian, L. Fan, Z. Wang, S. Qiu, G. Zhu. 2009. J. Mater. Chem. 19: 7698.

Z. Lixiong, J. Mengdong, M. Enze, S. -K. I. Hakze Chon, U. Y. Sun. 1997. Stud. Surf. Sci. Catal. 105: 2211.

J. Motuzas, A. Julbe, R. D. Noble, A. van der Lee, Z. J. Beresnevicius. 2006. Micro. Meso. Mater. 92: 259.

Y. Li, W. Yang. 2008. J. Membr. Sci. 316: 3.

G. Zhu, Y. Li, H. Zhou, J. Liu, W. Yang. 2008. Mater. Letters. 62: 4357.

T. Chew, A. Ahmad, S. Bhatia. 2010. J. Porous Mater. 1.

S. Li, J. L. Falconer, R. D. Noble. 2004. J. Membr. Sci. 241: 121.

M. E. Rivera-Ramos, A. J. Hernández-Maldonado. 2007. Ind. Eng. Chem. Res. 46: 4991.

Published

2014-08-20

How to Cite

Development of Ba-SAPO-34 Zeolite Membrane for Separation of CO2 in the Binary Gas Mixtures. (2014). Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), 69(9). https://doi.org/10.11113/jt.v69.3387