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Previous issue date: 2012-12-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / Mixed matrix membranes based on a glassy polymer and a zeolite with organic character were developed, in order to evaluate whether the organic character of the ZIF-8 would favor its incorporation in the polymer matrix as a result of better compatibility between the phases and also the efficiency of this zeolite of improving the ideal selectivity of the polymer for two gas pairs, CO2/CH4 and CO2/N2. ZIF-8 particles were incorporated to the polymer matrix by solution mixing with an ultrasound. The membranes were prepared by solution casting, followed by solvent evaporation under a controlled atmosphere in a glove bag. Results showed a significantly improvement in CO2/N2 ideal selectivity with the incorporation of ZIF-8 when compared to the ideal selectivity of the membrane. A 17% increase in the ieal CO2/N2 selectivity was obtained with the incorporation of 30%wt of ZIF-8. The result was accompanied by a significantly increase in the membrane permeability. It is also presented the influence of residual solvent in the properties of the membranes. Finally strong experimental evidences of ZIF-8 compressibility were obtained. It can be concluded based on the results that the organic character of ZIF-8 favors its incorporation in the polymer matrix when compared to the inorganic zeolites and that zeolitic imidazolate framework can be considered a promising technology for the development of mixed matrix membranes for gas separation. / Foram desenvolvidas, neste trabalho, membranas de matriz mista baseadas em um polímero vítreo e uma zeólita com caráter orgânico (ZIF-8), com objetivo de avaliar se o caráter orgânico da ZIF-8 favoreceria a sua incorporação a matriz polimérica devido à compatibilidade entre as duas fases, além da eficiência desta zeólita em melhorar a seletividade do polímero a dois pares de gases, CO2/CH4 e CO2/N2. As partículas de ZIF-8 foram incorporadas ao polímero através de mistura em solução com auxílio de um aparelho de ultrassom. As membranas foram preparadas através da evaporação do solvente em atmosfera controlada. Os resultados mostraram um aumento significativo na seletividade ideal nas membranas de matriz mista quando comparadas com as membranas do polímero puro principalmente para o par CO2/N2. Foram obtidos aumentos de até 17% na seletividade ideal com a incorporação de 30%m/m de ZIF-8 na poliéterimida. Este aumento foi acompanhado por um aumento significativo na permeabilidade das membranas. Além disso, o trabalho mostra a influência da presença de solvente residual nas propriedades de transporte das membranas desenvolvidas. Por fim foram obtidos fortes indícios experimentais da ocorrência de compressibilidade na estrutura da ZIF-8. Pode-se concluir através dos resultados que a incorporação das ZIFs e a preparação de membranas são facilitadas, quando comparadas à utilização de zeólitas inorgânicas, pelo seu caráter orgânico que melhora a compatibilidade entre as fases e que a utilização destes materiais pode ser considerada uma alternativa promissora no desenvolvimento de membranas para separação de gases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/707 |
| Date | 13 December 2012 |
| Creators | Eiras, Daniel |
| Contributors | Pessan, Luiz Antonio |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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