Síntesis de membranas fotocatalíticas por la técnica de evaporación-condensación-emulsión como alternativa en la recuperación de flujo después del ensuciamiento orgánico.

Abstract

"El agua es considerada como uno de los recursos más importantes en la Tierra, no obstante, la escasez de este recurso causado por el crecimiento global y la industrialización, han generado una preocupación para su abastecimiento. Entre las alternativas para dicha problemática se ha considerado la separación por membranas en áreas como desalinización, potabilización de agua y tratamiento de aguas residuales. Por lo anterior, ha incrementado en los últimos años el desarrollo y estudio de nuevos materiales para la formación de membranas, especialmente el uso de membranas fotocatalíticas. Las membranas fotocatalíticas son materiales que unen en un solo sistema la filtración y la fotocatálisis heterogénea utilizando nanopartículas (NPs) como TiO2 y ZnO que se incorporan en la membrana. Entre las ventajas de este tipo de membranas se encuentra la eliminación de componentes orgánicos propios del ensuciamiento durante filtración de agua, además de mantener las NPs en el medio sin ser considerados como contaminantes secundarios. La eficiencia de este tipo de membranas deriva principalmente de la integración entre los materiales que la componen, además de evitar que los poros se obstruyan por la presencia de las NPs. En este sentido, se estudió una alternativa sencilla en la síntesis de membranas fotocatalíticas a partir de la integración de dos técnicas de formación de membranas y la funcionalización de nanopartículas. Donde se logró obtener una sinergia entre las técnicas con un aumento de más del doble en el porcentaje de porosidad en condiciones de síntesis con el 5% (p/v) de concentración de PMMA, 80% de humedad y 5 mL de solución polimérica, con una integración y distribución de las NPs funcionalizadas a partir de agitación magnética. Dichas membranas lograron presentar una actividad fotocatalítica que permitió la recuperación del flujo de permeación de agua transmembrana de hasta un 7.8% después de haber sido tapada con materia orgánica modelo (lignina). Lo que demostró que pueden ser consideradas como membranas auto limpiantes."

"Water is considered to be one of the most important resources on Earth, however, the scarcity of this resource caused by global growth and industrialization have generated concern for its supply. Among the alternatives to this problem has been considered membrane separation in areas such as desalination, water purification and wastewater treatment. For this reason, the development and study of new materials for the formation of membranes has increased in recent years, especially the use of photocatalytic membranes. Photocatalytic membranes are materials that combine filtration and heterogeneous photocatalysis in a single system using nanoparticles (NPs) such as TiO2 and ZnO that are incorporated into the membrane. Among the advantages of this type of membrane is the elimination of organic components associated with soiling during water filtration, in addition to keeping the NPs in the medium without being considered as secondary contaminants. The efficiency of this type of membrane derives mainly from the integration between the materials that make it up, in addition to preventing the pores from being obstructed by the presence of NPs. In this sense, a simple alternative in the synthesis of photocatalytic membranes was studied from the integration of two membrane formation techniques and the functionalization of nanoparticles. A synergy between the techniques was obtained with a more than double increase in the percentage of porosity under synthesis conditions with 5% (w/v) concentration of PMMA, 80% moisture and 5 mL of polymer solution, with integration and distribution of functionalized NPs from magnetic stirring. These membranes managed to present a photocatalytic activity that allowed the recovery of transmembrane water permeation flow of up to 7.8% after being fouled with model organic matter (lignin). Which proved that they can be considered as self-cleaning membranes."