Desenvolvimento de membranas nanocompósitas para aplicação em processos osmóticos
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/13597 |
Resumo: | Neste trabalho, foram desenvolvidas membranas para aplicação em processos osmóticos. A osmose inversa (OI) se destaca como tecnologia para dessalinização de água, enquanto a osmose direta (OD) surge como alternativa de geração de energia renovável. Dois foram os métodos de síntese de membranas estudados: inversão de fase (IF) e polimerização interfacial (PI). Em ambos os métodos, foram adicionadas partículas inorgânicas de hidroxiapatita (Hap) para avaliar o efeito da incorporação deste material nas propriedades de transporte das membranas. Antes da incorporação, porém, as partículas passaram por um tratamento com plasma visando ao aumento da hidrofilicidade. Os resultados mostraram que a incorporação da Hap funcionalizada nas membranas sintetizadas por IF aumentou a permeabilidade hidráulica, na OI, em 30%, e o fluxo de água na OD em 68%, mantendo a rejeição constante. As membranas sintetizadas por PI alcançaram aumentos de 70% na permeabilidade hidráulica em OI e 65% no fluxo de água na OD, sem afetar a seletividade, com incorporação de partículas na pele e no suporte. Esta tese indica o potencial de aplicação do plasma no tratamento de superfície de partículas e o avanço da compreensão dos mecanismos de transporte das membranas nanocompósitas de processos osmóticos. |
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Ohland, Anderson Luishttp://lattes.cnpq.br/2694587316946422http://lattes.cnpq.br/9507980574915126Salim, Vera Maria Martinshttp://lattes.cnpq.br/7642326425382903Kronemberger, Frederico de AraujoSimão, Renata AntounVilani, CecíliaMelo, Marcel VasconcelosBorges, Cristiano Piacsek2021-02-01T15:36:30Z2023-11-30T03:04:06Z2019-02http://hdl.handle.net/11422/13597Neste trabalho, foram desenvolvidas membranas para aplicação em processos osmóticos. A osmose inversa (OI) se destaca como tecnologia para dessalinização de água, enquanto a osmose direta (OD) surge como alternativa de geração de energia renovável. Dois foram os métodos de síntese de membranas estudados: inversão de fase (IF) e polimerização interfacial (PI). Em ambos os métodos, foram adicionadas partículas inorgânicas de hidroxiapatita (Hap) para avaliar o efeito da incorporação deste material nas propriedades de transporte das membranas. Antes da incorporação, porém, as partículas passaram por um tratamento com plasma visando ao aumento da hidrofilicidade. Os resultados mostraram que a incorporação da Hap funcionalizada nas membranas sintetizadas por IF aumentou a permeabilidade hidráulica, na OI, em 30%, e o fluxo de água na OD em 68%, mantendo a rejeição constante. As membranas sintetizadas por PI alcançaram aumentos de 70% na permeabilidade hidráulica em OI e 65% no fluxo de água na OD, sem afetar a seletividade, com incorporação de partículas na pele e no suporte. Esta tese indica o potencial de aplicação do plasma no tratamento de superfície de partículas e o avanço da compreensão dos mecanismos de transporte das membranas nanocompósitas de processos osmóticos.In this work, high-performance membranes were developed for application in osmotic processes. Reverse osmosis (RO) stands out as a technology for water desalination, while forward osmosis (FO) is an alternative to generate renewable energy. Two were the membrane synthesis methods studied: phase inversion (PhI) and interfacial polymerization (IP). In both methods, inorganic hydroxyapatite (Hap) particles were added to evaluate the effect of the incorporation of this material on the membrane transport properties. Prior to the incorporation, however, the particles underwent a plasma treatment in order to increase their hydrophilicity. The results showed that the incorporation of the functionalized Hap in the membranes synthesized by PhI increased the hydraulic permeability in RO by 30% and the water flux in FO by 60%, keeping the selectivity constant. Membranes synthesized by IP achieved increases of 70% and 65% in RO and FO, respectively, with incorporation of particles in the selective layer and in the porous substrate, whithout affecting the selectivity. This thesis indicates the potential of plasma application in particle surface treatment and an advancement of the transport mechanisms of nanocomposite membranes for osmotic processes.Submitted by Natasha Valladão (natashasilvaa4@gmail.com) on 2021-02-01T15:36:30Z No. of bitstreams: 1 AndersonLuisOhland-min.pdf: 5436025 bytes, checksum: 4166417890a90d6cc2da858f4e23cf94 (MD5)Made available in DSpace on 2021-02-01T15:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonLuisOhland-min.pdf: 5436025 bytes, checksum: 4166417890a90d6cc2da858f4e23cf94 (MD5) Previous issue date: 2019-02porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAOsmose inversaOsmose diretaMembranasNanoestruturasDesenvolvimento de membranas nanocompósitas para aplicação em processos osmóticosDevelopment of nanocomposite membranes for use in osmotic processesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALAndersonLuisOhland-min.pdfAndersonLuisOhland-min.pdfapplication/pdf5436025http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13597/1/AndersonLuisOhland-min.pdf4166417890a90d6cc2da858f4e23cf94MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13597/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/135972023-11-30 00:04:06.978oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:04:06Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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