Abstract
A utilização de reatores à membrana nas reações em fase gasosa, alternativamente aos modelos convencionais para a produção de hidrogênio, é de grande interesse científico e tecnológico. Busca-se o desenvolvimento de sistemas catalíticos mais eficientes e, em especial, de membranas com melhores propriedades de transporte de gases. Neste trabalho, foi investigada a produção de membranas poliméricas do tipo fibras ocas, as quais foram posteriormente pirolisadas e destinadas ao preparo de membranas catalíticas seletivas. As membranas foram preparadas pelo processo de inversão de fase, utilizando-se poli(éter imida) como polímero base e poli(vinil pirrolidona) como modificador de viscosidade. A obtenção das membranas de carbono constitui-se de uma etapa inicial de oxidação das membranas secas, seguida da pirólise propriamente dita, em um reator de quartzo. Os polímeros precursores e as membranas poliméricas foram caracterizados por análise térmica. As morfologias das fibras poliméricas e de carbono foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura. As propriedades de transporte das fibras foram determinadas em uma célula de permeação de gases. As fibras poliméricas obtidas apresentaram morfologia caracterizada pela ausência de macrovazios e presença de microporos interconectados. Os testes de permeabilidade gasosa a N2 e CO2 permitiram avaliar a existência de defeitos. As fibras de carbono apresentaram morfologia característica, com aparente resistência mecânica.
Highlights
A necessidade do uso racional dos recursos naturais tem levado ao desenvolvimento de novas tecnologias, em particular, no campo da geração de energia
The main challenge in this field is to develop catalytic systems more efficient as well as membranes with more suitable gas transport properties. It was investigated the production of polymeric hollow fibers for preparation of carbon membranes by pyrolysis and further deposition of an active phase to produce catalytic membranes
Precursor membranes were prepared by phase inversion process, using polyetherimide as base polymer and polyvinyl pyrrolidone as macromolecular additive
Summary
A necessidade do uso racional dos recursos naturais tem levado ao desenvolvimento de novas tecnologias, em particular, no campo da geração de energia. Hidrogênio pode ser obtido por diversos métodos, como através do uso de reatores catalíticos. Membranas adequadas ao uso neste tipo de reator devem apresentar uma elevada resistência térmica, já que, em geral, as reações ocorrem em temperaturas superiores a 200 oC [2]. Membranas de carbono apresentam algumas características desejáveis: permitem atingir separações de misturas de gases com diâmetros moleculares semelhantes; suas propriedades de transporte não são afetadas pelas condições ou tempo de operação; resistência mecânica e estabilidade térmica, mesmo em temperaturas tão elevadas quanto 1000 oC [3]. A poli(vinil pirrolidona), (PVP), tem sido utilizada como aditivo visando controlar o tamanho e a interconectividade dos poros da membrana polimérica e da membrana de carbono. Pretende-se continuar o estudo, analisando-se a influência das condições de síntese da membrana polimérica sobre as propriedades finais da membrana de carbono
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