Desenvolvimento de membranas poliméricas baseadas em materiais híbridos de oxido de grafeno e zeolita para tratamentos de águas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Almeida , Robson Pereira de
• Orientador(a): Pedrotti , Jairo José
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: Osmose Reversa; óxido de grafeno,; membranas de filme fino; polissulfona; zeólita A.
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/28455

A fornecimento de água potável é uma preocupação crescente de sociedades em diferentes regiões do mundo. O crescimento populacional, a industrialização e as mudanças climáticas são fatores quem têm contribuído para a escassez destes recursos hídricos. De forma a enfrentar esse problema, o desenvolvimento de tecnologias eficientes e sustentáveis para explorar fontes de água não convencionais, como por exemplo a água do mar e água salobra, torna-se um fator importante. Nesse sentido, esse trabalho foi balizado no estudo e desenvolvimento de membranas para aplicações em tratamento de águas, com o objetivo de promover a dessalinização da água para os mais diversos usos industriais, utilizando óxido de grafeno e zeólita A, obtida de cinzas de biomassa. Para o preparo das membranas utilizouse a polissulfona (PSF) solubilizada em clorofórmio como polímero de suporte e formação do compósito polimérico com o óxido de grafeno (GO) e a zeólita A (ZeoA). Testou-se dois tipos de GO oxidados por dois períodos distintos, sendo um de 2 horas e outro de 48 horas de oxidação. As amostras de GO foram dispersas em etanol e N-metil-pirrolidona com auxílio de sonicação e, posteriormente, incorporados à PSF solubilizada em clorofórmio. A ZeoA foi dispersa diretamente com a PSF em clorofórmio. O material foi aplicado sobre uma lâmina de vidro e por inversão de fase em água deionizada houve a formação de membranas de filme fino. A avaliação da remoção de sais por estas membranas foi feita por cromatografia de íons com soluções padrões de Na+, K+, Ca2+ e Mg2+. Os resultados com membranas de PSF/GO indicaram reduções de 49,5% para sódio, 38,5% para potássio, 60,2 % para cálcio e 59 % para magnésio. Com as membranas híbridas de PSF/GO/ZeoA, obteve-se redução de 43,4% de K+, 90,3% de Ca2+ e 87,5% de Mg2+ utilizando-se processos de filtração, em comparação à membrana polimérica que não possui os nanomateriais incorporados em sua formulação. Além dos testes experimentais, também foram realizadas simulações de dinâmica molecular que confirmam que a presença de GO mais oxidado na membrana, proporcionam melhores resultados de remoção para os íons K+, Ca2+, Mg2+. Os resultados obtidos demonstraram a potencialidade dos compósitos poliméricos sintetizados com nanomateriais, na remoção de espécies iônicas que, além da facilidade de seu preparo, podem ser escalonados para uso industrial.