Modificación de membranas de acetato de celulosa por incoporación de moléculas de tripticeno para separación de gases

Abstract

El acetato de celulosa es un material polimérico ampliamente utilizado debido a su resistencia física y química, y su bajo costo. Sin embargo, para separaciones de gases en presencia de CO2, su selectividad no es ideal debido a la plastificación del polímero. Para abordar este problema, se modificaron membranas de acetato de celulosa incorporando moléculas de tripticeno en la matriz polimérica. Se sintetizó tripticeno-1,4-hidroquinona y se fabricaron cuatro membranas de acetato de celulosa con diferentes contenidos de tripticeno utilizando el método de colada de solución, las cuales se caracterizaron mediante SEM, FTIR, DSC y XRD. Se calculó el Volumen Libre Fraccional (FFV) de cada membrana para comparar el efecto de la incorporación de moléculas de tripticeno en el volumen intrínseco libre del polímero. Se realizaron pruebas de permeación utilizando gases individuales: H2, CH4 y CO2 a 1 bar, 5 bar y 10 bar para evaluar el rendimiento de separación de las membranas modificadas. Se encontró que las moléculas de tripticeno se mezclaron molecularmente con el acetato de celulosa mediante la interacción de los grupos hidroxilo. Las membranas con exceso estequiométrico de grupos hidroxilo (relación de 1,5 -OH) mostraron cristalización. La presencia de tripticeno redujo la estabilidad térmica de las membranas, y las membranas modificadas mostraron una disminución en el FFV y la permeabilidad. Sin embargo, la selectividad de la membrana con una relación de 0,5 -OH aumentó en comparación con la membrana de acetato de celulosa sin modificar, lo que muestra una mejora en el equilibrio permeabilidad-selectividad.