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Tipo: mastherThesis
Título: Desenvolvimento e aplicação de membranas poliméricas na remoção de amônia em águas residuais
Autor(es): Bastos, Edna Teresa Ruas
Primeiro Orientador: Vaitsman, Delmo Santiago
Resumo: As membranas de nanofiltração (NF) tem despertado atualmente grande interesse para fins de aplicação em tratamento de águas, indústria química fina e também na recuperação de moléculas com alto valor agregado, porque possibilitam a separação de íons multivalentes que estejam dissolvidos na água, bem como compostos orgânicos com massa molar relativamente baixa, na faixa de 200 a 1000 Da. As membranas de NF são constituídas de duas camadas, um suporte polimérico microporoso e uma camada densa e fina que é responsável pela seletividade da membrana. Normalmente, membranas compostas são obtidas em pelo menos duas etapas: preparação do suporte poroso com posterior deposição da pele. Porém, no presente trabalho, as membranas foram preparadas em uma etapa utilizando espalhamento consecutivo de duas soluções poliméricas, utilizando a técnica de inversão de fase por imersão/precipitação. Para formação do suporte foi utilizado como polímero base PES ou PSU e para a formação da "pele" foi utilizada polisulfona previamente sulfonada. As reações de sulfonação foram conduzidas em condições moderadas para minimizar a degradação da cadeia polimérica principal, utilizando como agente sulfonante o (CH3)3SiSO3CI. Os produtos sulfonados foram caracterizados por análise titulométrica, viscosidade, análise térmica, e ressonância magnética nuclear. Para a síntese das membranas compostas foram desenvolvidos estudos da influência de algumas variáveis de síntese, tais como composição da solução do suporte, da pele e do banho de precipitação. As membranas foram caracterizadas quanto a sua morfologia, através de microscopia eletrônica de varredura e quanto as suas propriedades de transporte, tais como permeabilidade hidráulica, fluxo permeado e seletividade. A seletividade das membranas foi avaliada através de testes de permeação de soluções de sulfato e cloreto de amônio ambas na concentração de 100 mgL-1. Os resultados obtidos mostraram que é possível a preparação de membranas compostas pelo espalhamento consecutivo de duas soluções poliméricas, com aderência entre as duas camadas. Com relação aos testes de permeação, as membranas desenvolvidas apresentaram valores de fluxo permeado (2 - 29 L/m2.h) e permeabilidade hidráulica (0,56 – 8,00 L/m2.h.atm) dentro da faixa das membranas comerciais de NF. Os valores de rejeição aos íons amônio (77%) ainda podem ser otimizados pela variação das condições de preparação das membranas compostas
Abstract: The use of nanofiltration membranes (NF) in water treatment in chemical industries and also on the recovery of high valuable molecules, are of great interest because they make possible the separation of multivalent ions wich are solved in water, as well as organic componds of low molar weight (200 –1000 Da). The NF membranes are constituted of two layers, a micro-porous - base polymer and a dense and fine layer wich is responsible for the selectivity of the membrane . Usually, composite membranes are obtained in at least two stages: initially the preparation of the porous support and afterwards the deposition of the skin. However, in the present method, the membranes were prepared in the step, using consecutive spread of two polymeric solutions, using the technique of phase inversion by immersion/ precipitation. The support was created using a polymer base poliethersulfone or polysulfone and the skin was made from polysulfone previously sulfonated. The sulfonation reactions were driven under moderate conditions to minimize the degradation of the main polymeric chain using trimetylsilylchlrosulfone as .the sulfonation agent. The sulfonated products were characterized by titulometric analysis, viscosity, thermal analysis and nuclear magnetic resonance. Studies of the influence of some synthesis variables were developed for the synthesis of the composite membrane, such as the composition of the support solution, of the skin and of the precipitation bath. The membranes were characterized by their morfology, through a scanning electron microscope and by their transport properties, such as the hydraulic permeability, the permeation flow and the selectivity. The membrane selectivity was evaluated through tests of permeation of ammonium sulfate and chloride solutions both in the concentration of 100mgL-1. The final results showed that it is possible to prepare composite membranes by the consecutive spread of two polymerics solutions, with adherence between the two layers. Regarding the permeation tests, the developed membranes presented values of permeated flow of 2-29 L/m2h and hydraulic permeability of 0,56 – 8,00 L/m2h.atm within the range of commercial NF membranes. The ammonium ions rejection values of 77% can still be optimized by changing the preparation conditions of the composite membranes.
Palavras-chave: Sulfonação
Polisulfonasulfonada
Membranas Poliméricas
Amônia
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Instituto de Engenharia Nuclear
Sigla da Instituição: IEN
???metadata.dc.publisher.department???: Universidade Federal do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Química analítica
Tipo de Acesso: openAccess
URI: http://carpedien.ien.gov.br:8080/handle/ien/1901
Data do documento: 2006
Aparece nas coleções:Desenvolvimento e Caracterização de Materiais Funcionais e Estruturais para o Setor Nuclear - Teses dos Servidores do IEN

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