Desarrollo de membranas en suporte a partir de nanopelículas cerámicas en 2D para uso en nanofiltración de solventes orgánicos

Villicaña González, Eduardo
Pizzoccaro-Zilamy, Marie-Alix (dir.) ; Luiten-Olieman, Mieke (dir.)

MALLADA, REYES (ponente)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2019
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster Universitario Erasmus Mundus en Ingeniería de Membranas

Resumen: El desarrollo de membranas a partir de nanopelículas inorgánicas en dos dimensiones (2D NSMs) ha logrado demostrar un incremento en la permeabilidad en procesos de nanofiltración (permeabilidad ≈ 1100 – 1300 L h-1m-2bar-1) sin comprometer la selectividad de dichas membranas (R ≥ 95%). Por otro lado, la estabilidad química que poseen las nanopelículas inorgánicas las vuelve atractivas para el desarrollo de membranas aplicables a nanofiltración de solventes orgánicos. En este reporte de tesis se describe el desarrollo de membranas a partir de nanopelículas de Ni(OH)2 (NPNis) y nanopelículas funcionalizadas de h-BN (NFBN). El presente proyecto fue enfocado hacia el desarrollo de protocolos reproducibles para la fabricación de nanopelículas estables, además del estudio de dichos compuestos para entender mejor su comportamiento, propiedades y los mecanismos de separación detrás de las membranas obtenidas. El tratamiento hidrotérmico seguido de una exfoliación en solvente orgánico es un método de síntesis reproducible para la obtención de NPNis químicamente estables. Dichas propiedades hacen de las NPNis ideales para la formación de membranas en soportes porosos. Asimismo, se realizó un primer intento para la adaptación de 2D-NSM aplicables a filtración de flujo cruzado por medio de crecimiento in situ. La membrana resultante demostró que dicha técnica requiere de un pretratamiento del soporte para incrementar la afinidad de las NPNi y de este modo lograr un crecimiento más homogéneo sobre la superficie. Finalmente, se sintetizamos membranas a partir de NFBN, sin embrago, al estudiar la composición química de las nanopelículas encontramos que la técnica de funcionalización con grupos amino requiere de modificaciones para mejorar la intercalación de dichos grupos en las capas exfoliadas BN, de esto modo, será posible mejorar el rendimiento de las membranas. Las 2D-NSM resultantes en ambos materiales demostraron que la selectividad es el resultado de mecanismos de adsorción y no de efecto de tamizado selectivo.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master