Síntese e caracterização de membranas compostas de película finas funcionalizadas com nanomateriais para aplicação em sistemas de dessalinização

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Santos, Iluska Marques
• Orientador(a): Souza, Carlos Alberto Caldas de
• Banca de defesa: Souza, Carlos Alberto Caldas de , Silva, Jania Betânia Alves da , Figueiredo, Katia Cecilia de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ)
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Dessalinização da água; Filtração por membranas; Filmes finos; Osmose; Materiais nanoestruturados; Nanofiltração; Polímeros; Polimerização
• Área do conhecimento CNPq: Processos de separação; Nanomateriais e polímeros
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40715

Pesquisas apontam que o crescimento populacional e industrial acelerado tem colocado em risco a segurança hídrica do nosso planeta. O processo de dessalinização de água salgada e salobra empregando membranas tem sido utilizado como uma estratégia para o fornecimento de água potável em larga escala, e acredita-se que essa técnica poderia mitigar os efeitos da crise hídrica em algumas regiões do mundo. Nesse trabalho, foi avaliado o desempenho de membranas de película fina funcionalizadas com nanocristais de celulose (NCC), nanotubos de carbono (NTC) e óxido de grafeno (OG). A camada porosa da membrana foi preparada pelo método de inversão de fase empregando uma solução de polissulfona (PSU), em seguida, a camada densa de poliamida (PA) foi preparada pela técnica de polimerização interfacial (PI). Os NCC, NCC+NTC e NCC+OG foram incorporados a membrana durante o processo de PI. As membranas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TG) e ângulo de contato. Testes de fluxo de água e rejeição de sais em um sistema de permeação também foram realizados. Os testes de permeação revelaram que, após a incorporação dos nanomateriais, as membranas com NCC e NCC+NTC incorporados apresentaram aumento de 26% no fluxo de água permeada em comparação com a membrana controle. Além disso, a membrana contendo NCC+OG apresentou quase o dobro do fluxo de água obtido pela membrana controle. Os resultados de rejeição de NaCl revelaram que a membrana com NCC reteve 39% de sal e a com NCC+NTC reteve 33%, sendo esses valores comparáveis às membranas de nanofiltração comerciais. Testes de rejeição com solução salina de Na2SO4 também foram realizados, as membranas funcionalizadas com NCC+NTC e NCC alcançaram uma rejeição de Na2SO4 igual a 66% e 59%, respectivamente. A membrana funcionalizada com NCC+OG apresentou redução na rejeição para valores em torno de 20% para ambos os sais. Com base nos resultados, pode-se considerar, que quando adicionados a camada de PA os nanomateriais exercem influências sobre o desempenho das membranas, sendo capazes de modificar as propriedades de permeabilidade e seletividade.