Avaliação da influência da incorporação de óxido de grafeno e de óxido de grafeno reduzido no desempenho de membranas de polisulfona para permeação de gases
Abstract
Os processos de separação por membranas são uma alternativa interessante quando comparados aos processos de separação convencionais, tendo em vista a sua maior seletividade e possibilidade de implementação em escala industrial. Membranas poliméricas com a inserção de materiais provenientes do grafeno estão sendo estudadas devido à melhora das suas propriedades mecânicas, químicas e térmicas. Neste trabalho foram preparadas membranas de polisulfona (PSU) pelo método de inversão de fases adicionadas de óxido de grafeno (PSU/OG) e de óxido de grafeno reduzido (PSU/OGR), na concentração de 0,5 % m/m, com o intuito de comparar suas características e propriedades físico-químicas. A morfologia das membranas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, a estabilidade térmica por análise termogravimétrica, os grupos funcionais e a estrutura do material por espectroscopia na região do infravermelho e as propriedades mecânicas por meio do teste de pressão e do teste de permeação de gases, utilizando ar sintético. Foi verificado a aglomeração de óxido de grafeno e da sua forma reduzida, fator esse que pode ter interferido no desemprenho das membranas. Não houve o aumento da estabilidade térmica nas membranas com adição de derivados do grafeno e nem a ocorrência de novas bandas observadas no espectro de infravermelho, significando que existiu apenas interações do tipo física entre os materiais. Ademais, todas as membranas resistiram à pressão máxima do sistema de permeação de gases, não sendo possível identificar se a adição de materiais derivados do grafeno interferiu de forma positiva na resistência mecânica. As membranas de PSU/OG obtiveram um desempenho superior na permeabilidade, durante o teste de permeação de gases, do que as membranas de PSU e PSU/OGR, possivelmente devido aos grupos funcionais presentes no óxido de grafeno. Esse estudo reforça a importância da produção de membranas, especialmente com aditivos, com a finalidade de avaliar o efeito destes nas suas propriedades. [resumo fornecido pelo autor]