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Title: Membranas de fibra oca de carbeto de silício para separação de água-óleo.
Other Titles: Hollow silicon carbide membranes for water-oil separation.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Sandriely Sonaly Lima.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIRA, Hélio de Lucena.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: ARAÙJO, Edcleide Maria.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTANA, Lisiane Navarro de Lima.
???metadata.dc.contributor.referee2???: MEDEIROS, Keila Machado de.
Keywords: Membranas Cerâmicas;Carbeto de Silício;Inversão de Fases;Membranas de Fibra Oca;Emulsão Água-óleo;Ceramic Membranes;Silicon Carbide;Phase Inversion;Hollow Fiber Membranes;Water-oil Emulsion
Issue Date: 22-Aug-2017
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, S. S. L. Membranas de fibra oca de carbeto de silício para separação de água-óleo. 2017. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017.
???metadata.dc.description.resumo???: Carbeto de silício (SiC) é um material promissor para produção de membranas devido à resistência ao choque térmico, excelente estabilidade química e mecânica. De modo que, este trabalho tem como objetivo desenvolver e caracterizar membranas de SiC, na forma de fibra oca, visando à aplicação na separação de emulsão água-óleo. Foi preparada uma dispersão, e através da técnica de extrusão com precipitação por imersão e após sinterização a 1500oC foram obtidas membranas com geometria de fibra oca. Para a caracterização do SiC foram feitas as análises de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), difração de raios-X (DRX), distribuição granulométrica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). E para a caracterização das membranas foram realizadas: termogravimetria (TG), FTIR, DRX, ângulo de contato, porosidade e MEV para avaliar a morfologia e a composição das membranas obtidas antes e após a sinterização. As membranas foram submetidas ao ensaio de medidas de fluxo de água e de eficiência na separação de emulsão de água-óleo. O DRX e MEV do SiC apresentaram, respectivamente, picos característicos das fases de carbeto de silício, alumina e quartzo; e placas com formatos irregulares e arestas pontiagudas. A faixa de distribuição granulométrica do SiC se estende de 0,04 μm até 5 μm, com diâmetro médio das partículas em 1,38 μm. Verificaram-se mudanças no perfil dos espectros de infravermelho da fibra após a queima devido à elevada temperatura de sinterização, que fez com que os materiais orgânicos presentes na solução fossem eliminados para a formação da estrutura da membrana. O MEV da seção transversal da membrana evidenciou que estas são porosas assimétricas com uma camada seletiva na parte interna e uma camada porosa na parte externa. A membrana com “gap” de 5 cm apresentou maior valor de permeabilidade 328 L/h.m2 .bar. Para a separação de água-óleo foi possível concluir que as membranas apresentaram um alto índice de rendimento, acima de 84%. Portanto, atenderam às exigências da Resolução 430 do CONAMA, comprovando seu potencial para separação de água-óleo.
Abstract: Silicon carbide (SiC) is a promising material for membrane production due to itsthermal shock resistance, excellent chemical and mechanical stability. Therefore, theaim of this work is to develop and characterize SiC membranes, with greaterselectivity and greater flow, in the form of hollow fiber, aiming to apply in the water-oil emulsion separation. A solution was prepared and by the extrusion technique withimmersion precipitation and after sintering at 1500 °C, membranes were obtainedwith hollow fiber geometry. For the characterization of the SiC, spectroscopyanalyzes were performed in the infrared region with Fourrier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD), particle size distribution and scanning electron microscopy (SEM);and for thecharacterization of the membranes it were performed: thermogravimetryanalyses (TG), FTIR, XRD, contact angle, porosity and SEM were used to evaluatethe morphology and composition of membranes obtained before and after sintering.The membranes were submitted to the water flow measurements and water-oilemulsion separation efficiency. XRD and SEM analyses of SiC powder showed,respectively, characteristic peaks of the silicon carbide, alumina and quartz phases;and plates with irregular shapes and sharp edges. The SiC granulometric distributionrange extends from 0.04 μm to 5 μm, with average particle diameter of 1.38 μm.There were changes in the profile of the infrared spectra of the fiber after burning dueto the high sintering temperature, which caused that the organic materials present inthe solution were eliminated for the formation of the membrane structure. SEMimages of the membrane cross section showed that these are porous asymmetrical with a selective layer on the inside and a porous layer on the outside of themembrane. The membrane with a 5 cm “gap” had a higher permeability value of 476.33 L/h.m2.bar. It is possible to conclude that the membranes presented a highseparation coeficient, above 84%. Therefore, they met the requirements ofResolution 430 of CONAMA, proving the potential for water-oil separation.
Keywords: Membranas Cerâmicas
Carbeto de Silício
Inversão de Fases
Membranas de Fibra Oca
Emulsão Água-óleo
Ceramic Membranes
Silicon Carbide
Phase Inversion
Hollow Fiber Membranes
Water-oil Emulsion
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência e Engenharia de Materiais.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16696
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