PREPARACIÓN DE MEMBRANAS HÍBRIDAS POLÍMERO/ZIFs PARA LA PERMEACIÓN DE CO2

Abstract

El presente trabajo se centró en las membranas híbridas o membranas de matriz mixta (MMMs, por sus siglas en inglés), las cuales cuentan con un alto potencial en la investigación y desarrollo en la separación de gases en virtud de su alta selectividad en gases puros o mezclados. Los materiales que las componen tienen diversos tamaños de poro lo que hace que funcione como un tamiz específico para la separación de gases. Se sintetizaron MMMs para la permeación de Bióxido de Carbono (CO2) compuestas de tres materiales: ZIF-8 (por sus siglas en inglés, Zeolitic Imidazolate Framework) el cual está formado por iones de zinc y 2-metilimidazol (ligando), polietileno de baja densidad (LDPE, por sus siglas en inglés, Low Density Polyethylene) el cual es un polímero que se utiliza como soporte y por ultimo una malla de acero inoxidable para dar una resistencia mecánica al soporte. El LDPE y la malla de acero inoxidable se utilizaron como soporte de la membrana híbrida polímero/ZIFs para dar las dimensiones (espesor y diámetro) y morfología de la MMMs a través de una técnica de procesamiento llamado recubrimiento por centrifugación (spin coating, en inglés) que ofrece un potencial alto para la fabricación de membranas libres de defectos, el polímero fue depositado sobre una malla de acero inoxidable para cubrirla por completo y de esta manera obtener los soportes. Las MMMs fueron sintetizadas mediante un proceso de crecimiento solvotermal in-situ; donde se realiza la funcionalización de la superficie del soporte generado por spin coating, para posteriormente caracterizarlas y realizarles las pruebas de permeación de CO2. Los resultados muestran una membrana híbrida completamente integrada, sin fracturas ni defectos (evaluada por microscopía electrónica de barrido), su fase establecida (mediante difracción de rayos X) y una estabilidad térmica de 300 °C (mediante análisis Termogravimétrico). Posteriormente se realizaron las pruebas de permeación de gases; lo cual confirma la permeación de CO2.