Estudos do compósito de acetato celulose com óxido de silício, para aplicação em nanofiltração

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Soares, Talia Pietra
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: acetato de celulose; cellulose acetate; Composite materials; materiais compósitos; nanofiltração; nanofiltration
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-08102025-133247/

O trabalho visou a preparação e caracterização de membranas do material compósito polimérico de acetato de celulose e óxido de silício, para aplicação em processos de tratamento de águas contaminadas. As membranas poliméricas foram produzidas por dois métodos: única etapa e duas etapas. Possuem relativa porosidade e seletividade, sendo recentemente utilizadas em processos de membrana para separação de íons, neste caso, íons hidrogenofosfato (HPO4-2). O processo de membrana investigado foi a nanofiltração. A porcentagem máxima de óxido de silício incorporado nos compósitos, caracterizadas por Análise Termogravimétrica, foi de 8 % para as membranas Ac/THF/Si/NH2, obtidas pelo método one-pot, em relação às obtidas pelo método de inversão de fases. As membranas de Ac/Si/NH2 2 min mostraram a maior quantidade de SiO2 (1,9 %) em oposição a Ac/Si/NH2 6 min com 1,5 %, mostrando um decréscimo considerável devido à perda de adesão do filme de óxido quando este se torna muito espesso. Estes resultados foram confirmados por Espectrofotometria de Absorção na Região do Infravermelho Médio com Transformada de Fourier (FT-IR) e Espectroscopia de Emissão de Raios-X em modo de Dispersão em Energia (EDAX). A caracterização da morfologia das membranas poliméricas de acetato de celulose deu-se através das técnicas: a) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) = observou-se a distribuição homogênea de poros na superfície polimérica, com diâmetros dos poros de aproximadamente 0,8 a 1,2 µm. Também identificou-se a formação das duas camadas das membranas: camada filtrante (fina e com pequenos poros) e suporte (espessa, compacta e com canais de ligação entre poros), característica de membranas formadas por inversão de fase. b) Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS) mostrou que o silício estava incorporado na forma de sílica, ou seja, a etapa de hidrólise do tetraetoxissilano dentro dos poros da membrana foi bem-sucedida. Testes de permeabilidade e retenção mostraram considerável fluxo para solução com íons hidrogenofosfato. Entre membranas poliméricas de acetato de celulose comparada à organomodificadas evidenciaram um aumento na retenção de 15 % para 26 % para soluções de HPO4-2, pH=8,0. Também analisou-se o efeito de interferência dos íons Cl-1 e SO4-2 na retenção de íons HPO4-2, resultando no aumento de 52 % e 56 % de retenção para os íons HPO4-2 no mesmo pH após a reutilização por seis ciclos das membranas.