Desenvolvimento de Membranas de Matriz Mista à base de Polidimetilsiloxano e zeólita KFI para Separação de CH4/N2
Membrana de matriz mista, PDMS, zeólita KFI, tamanho de partícula, separação de gases.
Membranas poliméricas mistas (MMMs) têm sido amplamente estudadas para a separação de gases, por combinarem a flexibilidade de polímeros com as propriedades seletivas de cargas inorgânicas. Neste trabalho, foram fabricadas MMMs utilizando zeólita KFI como carga inorgânica e polidimetilsiloxano (PDMS) como matriz polimérica, visando a separação da mistura binária N₂/CH₄. A KFI foi sintetizada por diferentes métodos de agitação para avaliar a influência dessa etapa no tamanho de partícula e na cristalinidade. As análises de difratometria de raios X indicaram que a agitação magnética proporcionou maior cristalinidade, enquanto a microscopia eletrônica de varredura mostrou que o ultrassom produziu partículas menores. Avaliou-se também o impacto da temperatura de secagem das membranas na permisseletividade, sem diferenças significativas. Em seguida, investigou-se o efeito da concentração e do tamanho das partículas de KFI sobre a permeabilidade e seletividade das MMMs. Foram preparadas membranas contendo 5%, 10% e 15% m/m de KFI, bem como amostras com partículas de 0,68 μm, 0,89 μm, 1,25 μm e 2 μm, obtidas nas sínteses realizadas. Nos ensaios de permeação, a incorporação de 15% m/m de KFI resultou em seletividade CH₄/N₂ de 4,4. As análises de MEV revelaram que partículas menores apresentaram maior tendência à aglomeração, enquanto as de 2 μm exibiram melhor dispersão e aderência à matriz polimérica. Conclui-se que
o tamanho das partículas de KFI influencia diretamente a morfologia e o desempenho das MMMs em processos de separação de gases.