Síntesis y caracterización de una membrana de matriz mixta polímero/zeolita LTA

• Autores: A. Jacas
• Directores de la Tesis: Miguel Ángel Rodríguez Barbero (dir. tes.), Manuel Yuste Llandres (dir. tes.)
• Lectura: En la UNED. Universidad Nacional de Educación a Distancia ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Rosa María Martín Aranda (presid.), Pilar Aranda Gallego (secret.), José María Albella Martín (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias por la Universidad Nacional de Educación a Distancia
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Materiales compuestos
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis de polímeros
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-spacio (pdf)
• Resumen

  • La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo de sistemas de matriz mixta que pueden actuar como barreras de separación. Con este propósito se han introducido partículas de zeolitas tipo Na‐LTA inmersas en una matriz polimérica de polisulfona. De esta forma se genera una matriz mixta orgánica/inorgánica que presenta un mayor rendimiento y funcionalidad, debido a las características individuales de las estructuras que la componen.

    A partir del ajuste de diferentes parámetros que influyen en la cinética del proceso de síntesis hidrotermal, se ha optimizado la síntesis de una zeolita tipo Na‐LTA. La síntesis se ha desarrollado sin el empleo de agentes direccionadores, sin siembra de cristales y sin etapa previa de envejecimiento estableciendo invariable la temperatura de tratamiento en 100oC.

    En el desarrollo de películas de matriz mixta zeolita‐polímero se combinan la menor complejidad tecnológica en la preparación del polímero con las propiedades absorbentes y de selectividad del material zeolítico. Las matrices orgánicas/inorgánicas se han desarrollado por el método de inversión de fase por inmersión‐precipitación, empleando como carga inorgánica los materiales zeolíticos desarrollados previamente.

    Paralelamente, como las matrices orgánicas/inorgánicas desarrolladas carecen de la necesaria resistencia mecánica para los diferentes ensayos de permeabilidad, se preparó un soporte cerámico de alta alúmina. En la conformación del soporte cerámico, se decidió utilizar el proceso de prensado, considerando la casi nula plasticidad y la baja humedad de los polvos de partida.

    La evaluación de los resultados experimentales en las distintas etapas del trabajo se ha efectuado mediante la aplicación de diferentes técnicas de caracterización de sólidos porosos masivos y laminares. Finalmente, las prestaciones de los sistemas de zeolitas Na‐LTA soportadas en la matriz polimérica de polisulfona se han evaluado comparando la permeabilidad de nitrógeno vs argón, y en el filtrado de soluciones concentradas de rojo de metilo. Los resultados alcanzados permiten augurar su posible empleo en el tratamiento de aguas residuales, mediante la adecuada variación de los parámetros físicos de configuración de los sistemas de filtrado en los que intervengan.