Membranas poliméricas modificadas com lignina confeccionadas por técnica de inversão de fases para o tratamento de águas residuais

Abstract

No presente trabalho, foram produzidas membranas de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) sem modificação e com modificação de lignina Kraft sulfonada (SKL) e sua forma acetilada (KLA) em diferentes frações granulométricas (250, 150, 106, 63 e 45 μm). As membranas foram confeccionadas pela técnica de inversão de fases induzida por não-solvente (NIPS) visando à aplicação no tratamento de águas residuais. O objetivo do estudo foi avaliar a influência da incorporação dos biopolímeros e da variação granulométrica na morfologia, nas propriedades físico-químicas e no desempenho operacional das membranas. A caracterização estrutural e superficial envolveu medidas de espessura, pressão de entrada de líquido (LEP), ângulo de contato, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e determinação da área superficial específica (BET). O desempenho operacional foi avaliado por testes de fluxo com água destilada, grau de intumescimento e ensaios de ultrafiltração com solução aquosa do corante preto disperso. As análises de FTIR e DRX confirmaram a reação de acetilação parcial da SKL e preservação da matriz amorfa do PVDF. A adição da lignina aumentou a hidrofilicidade superficial e o grau de intumescimento das membranas (atingindo 174,26% na PVDF/KLA 250), além de elevar a espessura média em relação a membrana sem modificação (0,11 mm). A análise de BET classificou os poros no regime de mesoporos (7,40 nm a 8,51 nm), confirmando o enquadramento na classe de ultrafiltração. O aumento de espessura elevou a resistência ao transporte de massa, reduzindo o fluxo permeado nas membranas modificadas. Contudo, as membranas contendo lignina mantiveram um perfil de fluxo constante ao longo do tempo, demonstrando ganho em propriedade antincrustante (antifouling).