Recobrimento de membranas cerâmicas com nanomateriais visando propriedade anti-fouling

Abstract

Os processos de separação por membranas (PSM) constituem diversas técnicas que utilizam uma membrana sintética como um meio de separação de duas fases, restringindo total ou parcialmente a passagem de espécies da alimentação. Uma das maiores limitações dos PSM é a ocorrência do fouling, causado pela deposição e fixação de soluto ou microrganismos na superfície das membranas, levando à perda de desempenho do processo. Pesquisas têm sido realizadas com o objetivo de reduzir a formação do fouling, entre elas a deposição de nanopartículas na estrutura das membranas. Assim, este projeto tem o objetivo de investigar a incorporação de nanopartículas de prata (AgNPs) em membranas cerâmicas, buscando a minimização da ocorrência de fouling biológico na filtração de água. As membranas tiveram como base a alumina (alfa-Al2O3) e foram preparadas usando o método de centrifugal casting. As AgNPs, em solução aquosa contendo PVA, foram depositadas de duas formas na membrana: na composição da massa cerâmica, e de forma superficial a partir da imersão das membranas na solução. Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizadas a fim de verificar a distribuição assimétrica da estrutura cerâmica e visualizar a distribuição das nanopartículas no interior da estrutura. Análises de Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) foram realizadas para confirmar, através da composição química, se houve a fixação das AgNPs na massa cerâmica. Por fim, análises de crescimento microbiano foram realizadas para verificar a interação e crescimento dos microrganismos em contato com membranas contendo as nanopartículas, tanto as incorporadas na massa quanto as depositadas na superfície. Os resultados de MEV e EDS não comprovaram que as membranas com AgNPs incorporadas na massa ficaram fixadas na estrutura, assim como as análises microbianas. Por outro lado, a única amostra com AgNPs depositadas sobre a superfície da membrana através da imersão, apresentou um crescimento significativamente menor de microrganismos em comparação aos outros métodos. Ensaios deveriam ter sido realizados para estudar formas de deposição das AgNPs na superfície das membranas cerâmicas através do método do mussel inspired, porém devido a pandemia de COVID-19 estas análises não puderam ser realizadas.