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http://hdl.handle.net/1843/39455
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
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dc.contributor.advisor1 | Kátia Cecília de Souza Figueiredo | pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9239691775959407 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Eduardo Henrique Martins Nunes | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | Camila Baldasso | pt_BR |
dc.contributor.referee3 | Luiz Orlando Ladeira | pt_BR |
dc.contributor.referee4 | Alberto Claudio Habert | pt_BR |
dc.creator | Marcelo Costa Flores | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3092842312497053 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2022-02-17T14:23:53Z | - |
dc.date.available | 2022-02-17T14:23:53Z | - |
dc.date.issued | 2021-08-26 | - |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/1843/39455 | - |
dc.description.abstract | Symmetric and asymmetric mixed matrix membranes (MMMs) were developed using polysulfone (PSF) and multi-walled carbon nanotubes functionalized with oxygenated groups (MWNT-O). The preparation of the symmetric membranes was performed by solvent evaporation technique (dry phase inversion), while the asymmetric membranes were obtained by immersion precipitation (wet phase inversion) and by combining the two methods (dry/wet phase inversion). MWNT-O with functionalization contents of 6 wt.% and 9 wt.% were used, incorporated into PSF with contents between 0.1 and 5 wt.%. The membranes were characterized using scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential exploratory calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and permeation tests with pure CO2 and N2. The polymer precipitation rate was affected by the incorporation of MWNT-O, such that significant changes occurred in the morphology of the MMMs. The thermal stability of the MMMs was slightly reduced and was shown to be dependent on their respective morphologies. The FTIR results indicated the presence of the MWNT-O in the MMMs and the formation of interactions of the functional groups present on the surface of the MWNT-O with the PSF. Considering the transport properties, the symmetric and asymmetric MMMs prepared with 1 wt.% of MWNT-O showed the best performance. For symmetric membranes, there were evidence that the incorporation of MWNT-O increased the tortuosity of the gas diffusion path, reducing the permeability and increasing the selectivity of the pure PSF membrane. For asymmetric membranes, in terms of productivity, the instantaneous precipitation method proved to be more effective, giving rise to the MMM that had the CO2 permeation increased from 11 to 80 GPU compared to the pure PSF membrane. On the other hand, in terms of selectivity, the delayed-immersion precipitation method proved to be more effective, originating a MMM with selectivity for CO2/N2 of 14.3, while the pure PSF membrane showed a selectivity of 9.5. The results indicate that PSF and MWNT-O can be successfully combined to prepare asymmetric membranes with potential application in CO2 separation. | pt_BR |
dc.description.resumo | Membranas de matriz mista (MMMs) simétricas e assimétricas foram preparadas utilizando polissulfona (PSF) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com grupos oxigenados (MWNT-O). As membranas simétricas foram preparadas pelo método de evaporação de solvente (dry), enquanto as membranas assimétricas foram obtidas por precipitação por imersão (wet) e pela combinação dos dois métodos (dry/wet). Foram utilizados MWNT-O com teor de funcionalização de 6 %m/m e 9%m/m, incorporados na PSF com teores entre 0,1 e 5 %m/m. As membranas foram caracterizadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e testes de permeação com CO2 e N2 puros. A taxa de precipitação do polímero foi afetada pela incorporação dos MWNT-O, de tal forma que ocorreram mudanças significativas na morfologia das MMMs. A estabilidade térmica das MMMs foi discretamente reduzida e mostrou ser dependente das respectivas morfologias. Os resultados de FTIR indicaram a presença dos MWNT-O nas MMMs e a formação de interações dos grupos funcionais presentes na superfície dos MWNT-O com a PSF. Considerando as propriedades de transporte, as MMMs simétricas e assimétricas preparadas com 1 %m/m de MWNT-O apresentaram o melhor desempenho. Para membranas simétricas, houve indícios de que a incorporação de MWNT-O aumentou a tortuosidade do caminho de difusão dos gases, reduzindo a permeabilidade e aumentando a seletividade da membrana de PSF pura. Para membranas assimétricas, em termos de permeância, o método wet se mostrou mais efetivo, originando a MMM que teve a permeação do CO2 aumentada de 11 para 80 GPU em relação à membrana de PSF pura. Por outro lado, em termos de seletividade, o método dry/wet mostrou o melhor desempenho, originando uma MMM com seletividade para CO2/N2 de 14,3, enquanto a membrana de PSF pura apresentou uma seletividade de 9,5. Os resultados indicam que a PSF e os MWNT-O podem ser combinados com sucesso para preparação de membranas assimétricas com potencial para aplicação na separação do CO2. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFMG | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/ | * |
dc.subject | Membranas de matriz mista | pt_BR |
dc.subject | Polissulfona | pt_BR |
dc.subject | Nanotubos de carbono | pt_BR |
dc.subject | Assimétricas | pt_BR |
dc.subject | Separação do CO2 | pt_BR |
dc.subject.other | Engenharia química | pt_BR |
dc.subject.other | Dióxido de carbono | pt_BR |
dc.subject.other | Membranas (Tecnologia) | pt_BR |
dc.subject.other | Nanotubos de carbono | pt_BR |
dc.title | Membranas de matriz mista preparadas a partir da dispersão de nanotubos de carbono funcionalizados com grupos oxigenados em polissulfona: caracterização e aplicação para separação de CO2 | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.identifier.orcid | 0000-0002-5791-7288 | pt_BR |
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