Estudo do envelhecimento de membranas trocadoras de íons em contato com soluções sintéticas à base de HEDP. - Jesus, Juliana Mendonça Silva de (2017)
O uso do cianeto em processos de eletrodeposição proporciona à prática industrial risco ambiental e ocupacional. Com isso, estudos têm buscado alternativas para a substituição desse agente nocivo. O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) desenvolveu um banho de cobre alcalino sem cianeto, que utilizou como substituinte o HEDP (1-hidroxietano-1,1-difosfônico). Para a recuperação desse ácido a eletrodiálise foi avaliada, que consiste no uso de um sistema de membranas trocadoras de íons (MTI) e de corrente elétrica como força motriz. Meios oxidantes, corrosivos e com materiais orgânicos favorecem a degradação da membrana, inibindo sua capacidade em separação. Alternativas de manutenção têm sido estudadas para o aumento da vida útil das membranas, como o uso de agentes de limpeza. O estudo do envelhecimento proporciona a avaliação de um material em condições específicas, a fim de monitorar alterações em função do tempo de contato com o meio. O presente estudo propõe o envelhecimento de membranas aniônicas comerciais em soluções diluídas, provenientes do banho sintético de cobre à base de HEDP. Como objeto de estudo, foram selecionadas duas membranas, sendo uma heterogênea e uma membrana homogênea. Essas foram envelhecidas em três concentrações distintas (CuHEDP 1%, 5%, 10% v/v), por 400h de contato, sob agitação. As possíveis modificações estruturais foram avaliadas por meio de técnicas como a microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (MEV-EDS), a análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR). As propriedades intrínsecas das membranas estão diretamente relacionadas ao seu caráter seletivo e morfológico. Para avaliar tais propriedades, foram utilizados ensaios cronopotenciométricos e a titulação potenciométrica. As propriedades investigadas foram o grau de inchamento, a capacidade de troca, a resistência elétrica, a densidade de corrente limite e a permeseletividade. Paralelamente, submeteu-se a membrana heterogênea ao envelhecimento em um sistema de eletrodiálise por 400h, monitorando-se as alterações em sua densidade de corrente e resistência elétrica a cada 100h de ensaio. Em adição, realizou-se a avaliação de agentes de limpeza de caráter ácido e básico, em concentrações distintas. O agente que atingiu melhor desempenho em remover a incorporação iônica foi aplicado às membranas envelhecidas em 100h de envelhecimento. Em seguida, essas foram reavaliadas a partir de ensaios eletroquímicos. Observou-se que houve interação entre os íons em solução e as membranas estudadas, que proporcionaram alterações em sua estrutura e propriedades, porém sem causar modificações que indicassem o descarte para ambas membranas.