Membranas de polisulfona/argila: influência de diferentes argilas na propriedade de barreira

Abstract

RESUMO Neste trabalho, membranas de polisulfona com adição de 3% em massa de argila montmorilonita natural, sódica e lítio, oriundas do estado da Paraíba, foram desenvolvidas pelo método de inversão de fases. Utilizou-se o N-metil-2 pirrolidona (NMP) como solvente na proporção de 80% e 20% de sólido. As argilas e membranas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Além disso, as membranas foram estudadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), porosidade e permeação a vapor d'água, a fim de se estudar seu comportamento para aplicação na separação de gás. Os DRX das argilas evidenciaram bandas de cristalinidade características de montmorilonita. Os difratogramas de DRX das membranas indicaram que possivelmente ocorreu a formação de uma estrutura intercalado/esfoliado devido à ausência das bandas referentes às argilas. Por FTIR das argilas foi visualizado as mesmas bandas características da montmorilonita, diferenciando pelos cátions que foram trocados na estrutura. O FTIR das membranas apresentaram bandas características da polisulfona, e para os híbridos estas bandas podem ser também das argilas por apresentarem as mesmas faixas de número de onda. As fotomicrografias de MEV evidenciaram a formação de uma camada densa na pele filtrante e na parte inferior foi observada uma estrutura de fingers que pode ter influenciado na permeação. O ensaio de porosidade indicou que a presença de argila na membrana reduziu a quantidade de poros e o ensaio de permeação a vapor d'água ilustrou que houve uma diminuição da permeação com a adição de argila em comparação com a membrana de polisulfona pura. A membrana aditivada de argila com lítio apresentou uma redução da permeação a vapor d'água em 53%, indicando melhores propriedades de barreira.

Membranas de polisulfona com dióxido de titânio obtidas por meio da Técnica de Inversão de Fases para o tratamento de efluentes têxtil

“…Sua natureza bastante hidrofóbica é uma limitação considerável em algumas aplicações em membranas que necessitam de um caráter hidrofílico (Mukherjee & De, 2016). Uma melhoria nesse sentido tem sido promovida por procedimentos de tratamento químico de superfícies nas membranas, ou dopagem da solução polimérica das membranas com inúmeros aditivos, como por exemplo, outros polímeros hidrofílicos para reduzir o fouling e conferir à membrana as propriedades desejadas assim como também outros compostos inorgânicos como argilas (Fernandes, et al, 2018), óxidos metálicos (Jaleh, et al, 2020), dentre outros. A modificação química concede à membrana a possibilidade de introduzir grupos de troca iônica no polímero, que são sítios de ligação cruzada e sítios de ligação para complexação de contaminantes perigosos ou específicos existentes na água (Sirinupong, et al, 2018;Jyothi, et al, 2016).…”

“…Porém, devido à PSU em sua forma pura apresentar característica bastante hidrofóbica como principal limitação, modificações são necessárias para melhorar suas propriedades (Mousa, et al, 2020). A adição de componentes inorgânicos à solução polimérica na preparação das membranas são bastante utilizado para a obtenção de membranas de nanocompósitos por meio da adição de nanopartículas inorgânicas como argila (Fernandes, et al, 2018;Ferreira, et al, 2019), óxido de zinco (ZnO) (Ponnamma, et al, 2019;Amini, et al, 2020;Parani & Oluwafemi, 2020), dióxido de titânio (TiO2) (Yang, et al, 2007); (Shao, et al, 2017;Zarshenas, et al, 2020;Zhang, et al, 2020),óxido de grafeno (OG) (Rajakumaran, et al, 2019;Jaleh, et al, 2020), sais inorgânicos (Dos Santos Filho, et al 2017.;De Medeiros, et al, 2018;Dos Santos Filho, et al, 2019) ,entre outros, com o intuito de melhoria das propriedades morfológicas, mecânicas e de fluxo das membranas poliméricas.…”

Preparo e caracterização de membranas poliméricas de matriz mista a partir de SAN e argila organofílica

“…No entanto, devido a algumas limitações nesta classe de membranas, novos materiais, tais como, os nanocompósitos, têm sido vastamente estudados e utilizados. Estudos recentes têm reportado que partículas inorgânicas incorporadas na matriz de polímero podem melhorar a sua hidrofilicidade, permeabilidade, a resistência do material e assim, melhorar o desempenho das mesmas [24][25][26]. Os polímeros reforçados com baixa porcentagem de argila (1-5% m/m) têm despertado interesse no ambiente acadêmico e industrial, devido à considerável melhoria das propriedades físicas e mecânicas [27,28].…”