Estudio fisicoquímico de las interacciones entre membranas de ultrafiltración y tensoactivos

Abstract

La adsorción de tensoactivos ha sido un fenómeno muy estudiado debido a que puede cambiar las propiedades de los sólidos en los que se adsorbe; sin embargo, aún no se han comprendido completamente todas las interacciones involucradas en este tipo de sistemas. Debido a lo anterior, en este trabajo se realizó un estudio de las interacciones fisicoquímicas que existen entre las membranas de UF de PES y el tensoactivo aniónico, SDS. Se realizaron estudios cinéticos de adsorción de SDS sobre las membranas de UF de PES (5 kDa), encontrando una relación directa entre la concentración de tensoactivo en solución y la cantidad adsorbida en las membranas cuando se llega al equilibrio (120 minutos). Se realizó la caracterización de las membranas de UF antes y después de la adsorción de SDS a través de medidas de ángulo de contacto, verificando que la humectabilidad de las membranas se ve favorecida debido a la adsorción de SDS ya que existe un aumento en las cargas negativas de la membrana. También se realizó la caracterización a través de las medidas de potencial zeta confirmando el fenómeno del aumento de cargas negativas, las cuales favorecen la permeabilidad de las membranas. Se elaboró una isoterma de adsorción encontrándose cuatro etapas bien definidas en función de la concentración del SDS. Y se propusieron diferentes ordenamientos de adsorción en función de la concentración; por debajo de la CMC los monómeros de SDS son inicialmente adsorbidos a través de la cola lipofílica. Por encima de la CMC, se forma un ordenamiento de neutralización en la superficie ya saturada con monómeros adsorbidos por la cola lipofílica, incorporándose ahora a través de la cabeza hidrofílica. Dichos ordenamientos de adsorción fueron reafirmados mediante el estudio de adsorción de SDS sobre membranas de UF de PES al primer contacto. La estabilidad de adsorción de los monómeros de SDS en las membranas de UF de PES se estudió a partir de los equilibrios de desorción en medio no salino y de los experimentos potencial zeta y corriente de flujo a diferentes tiempos, siendo un fenómeno dependiente tanto de la concentración de SDS como del tiempo de contacto. Finalmente se monitoreó la selectividad de la membrana para Cl- y SO42- antes y después de la adsorción de SDS, encontrándose un aumento del porcentaje de rechazo de más del 100% en membranas adsorbidas con el tensoactivo aniónico en comparación con las membranas sin adsorber.