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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40715
Tipo: Dissertação
Título: Síntese e caracterização de membranas compostas de película finas funcionalizadas com nanomateriais para aplicação em sistemas de dessalinização
Autor(es): Santos, Iluska Marques
Primeiro Orientador: Souza, Carlos Alberto Caldas de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Polli, Humberto
metadata.dc.contributor.referee1: Souza, Carlos Alberto Caldas de
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Jania Betânia Alves da
metadata.dc.contributor.referee3: Figueiredo, Katia Cecilia de Souza
Resumo: 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.
Abstract: The accelerated population and industrial growth have put Earth’s water security at risk. The seawater and brackish water desalination using membranes has been considered a promising strategy for the global supply of potable water. In this work, the performance of thin film composites membranes functionalized with cellulose nanocrystals (NCC), carbon nanotubes (NTC), and graphene oxide (GO) was evaluated. The porous layer of the membrane was prepared by the phase inversion method using a polysulfone (PSU) solution, and the dense polyamide (PA) layer was prepared by the interfacial polymerization (IP) technique. During the PI process, NCC, NCC+NTC, and NCC+OG were incorporated into the aqueous solution containing the PA monomer. The membranes were characterized by Fourier transforms infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TG), and contact angle. Water flux and salt rejection tests in a dead-end filtration system were also performed. The permeation tests showed that, after incorporating the nanomaterials, the membranes with NCC and NCC+NTC exhibited a 26% increase in permeated water flux compared to the control membrane. Furthermore, the membrane with NCC+OG demonstrated nearly double the water flux of the control membrane. The results of the NaCl rejection performance test showed that the membrane functionalized with NCC rejected 39% of salt, and the membrane functionalized with NCC+NTC rejected 33%, values comparable to nanofiltration membranes. Na2SO4 rejection tests were performed, the results showed that membranes functionalized with NCC+NTC and NCC achieved a Na2SO4 rejection equal to 66% and 59%, respectively. The membrane functionalized with NCC+OG showed a reduction in salt rejection to values around 20% for both salts. Based on the results, it can be stated that when added to the PA layer, the nanomaterials influence the performance of the membranes, being able to modify the properties of permeability and selectivity.
Palavras-chave: Dessalinização da água
Filtração por membranas
Filmes finos
Osmose
Materiais nanoestruturados
Nanofiltração
Polímeros
Polimerização
CNPq: Processos de separação
Nanomateriais e polímeros
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
Citação: SANTOS, Iluska Marques. Síntese e caracterização de membranas compostas de película fina funcionalizadas com nanomateriais para aplicação em sistemas de dessalinização. 2024. 96f. Dissertação (mestrado) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, 2024, Salvador, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40715
Data do documento: 26-Nov-2024
Aparece nas coleções:Dissertação (PPEQ)

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