Modificación y caracterización de membranas poliméricas para su aplicación en la separación de aniones

Abstract

En este trabajo de tesis doctoral se probaron diferentes metodologías de modificación de membranas. A partir de tratamientos ácidos y alcalino a membranas de poliétersulfona y celulosa regenerada se logró incrementar la carga superficial de las membranas, sin embargo, su estructura sufrió daños importantes. Asimismo, se ha desarrollado una metodología de modificación de membranas de ultrafiltración de polifluoruro de vinilideno (PVDF) de carga positiva con poli(4-estirensulfonato de sodio) (PSS) y tratamiento con plasma de argón de una potencia de 10.2 W. Las membranas fueron caracterizadas morfológica, estructural y eléctricamente mediante las técnicas de potencial zeta, microscopía electrónica de barrido, energía dispersiva de rayos–X, análisis de imágenes, porometría de desplazamiento líquido–líquido, espectroscopía fotoelectrónica de rayos–X, microscopía de fuerza atómica, espectroscopía infrarroja ATR y espectroscopía Raman. Éstas caracterizaciones mostraron que: el PSS se depositó en las membranas mediante cargas electrostáticas, que el tratamiento con plasma produjo un cambio de fase en el PVDF estabilizando al PSS sobre la membrana logrando modificaciones permanentes, que las membranas modificadas tuvieron carga negativa, que hubo una reducción en el tamaño de poro de alrededor del 50 % y, que la separación de aniones se debió a interacciones electrostáticas. Por su parte, las caracterizaciones funcionales mostraron una disminución de la permeabilidad de agua debido a la presencia del PSS en la superficie y poros de las membranas. Asimismo, las membranas modificadas mediante esta técnica tuvieron porcentajes de retención observada de 41.29 % para nitratos, 49.28 % para cromatos ácidos, 59.35 % para la mezcla H2PO4-/HPO42- y 66.01 % para cromatos.