Resumen
En la presente plática se pretende dar una panorámica del estado actual de desarrollo de membranas poliméricas nano compuestas para procesos de potabilización. Se describirán los principales resultados en torno a la obtención de compositos de triacetato de celulosa y diversos rellenos nanométricos, así como en la profundización de los mecanismos de remoción de elementos tóxicos tales como el arsénico y el uranio en procesos de filtración de agua.
El desarrollo de materiales nanoestructurados para operaciones de separación es actualmente una temática de gran interés y aplicación. Los procesos de membrana son ampliamente utilizados para la purificación, concentración y /o remoción de sustancias químicas presentes en medios líquidos o gaseosos. En particular, la osmosis inversa y la nanofiltración son tecnología de vanguardia aplicada en procesos de potabilización de agua. En el país se tiene la necesidad de generar los insumos necesarios para abastecer las plantas que se basan en estos procesos, ubicadas principalmente en regiones áridas para purificación del agua subterránea. En el proceso, la parte fundamental estriba en la membrana la cual es fabricada generalmente a partir de materiales costosos como la polisulfona y la poliamida. Las membranas nanocompuestas basadas en la incorporación de partículas inorgánicas (relleno) en matrices poliméricas han mostrado propiedades superiores respecto a los materiales convencionales. Los materiales nanoestructurados presentan características únicas desde el punto de vista morfológico, mecánico, térmico, químico etc. Las membranas nanocompuestas tienen una mayor capacidad mecánica, por efecto de la adición del relleno a esa escala. Es posible emplear por un lado, menos material en su fabricación, y por otro, tener tiempos de operación mayores que las membranas tradicionales.
La presente charla ahondará sobre los procesos de generación de nanopartículas de materiales como el carbón activo y lignina, y su incorporación en matrices poliméricas basadas en esteres de celulosa. Se describirán los estudios de caracterización que se han efectuado para elucidar el efecto de las nanopartículas dentro de la red de material orgánico, utilizando técnicas instrumentales de punta: microscopía de fuerza atómica, análisis mecánico dinámico con barrido de temperatura y recuperación, termoporometría, calorímetría de barrido diferencial con temperatura modulada, microscopía electrónica de barrido y de transmisión etc. Se describirán también los procesos de remoción de las especies tóxicas en agua basados en supuestos mecanismos híbridos de permeación.