Estudio de la obtención de sustratos cerámicos para membranas inorgánicas

Obtaining ceranic susbtrates for inorganic membranes

En este proyecto, primeramente, se elaboraron soportes para membranas inorgánicas usando a Al₂O₃ como componente base y empleando como aglutinantes pseudoboehmita y silica coloidal y como coadyuvante de sinterizado un óxido hidratado de magnesio; todas estas sustancias fueron sintetizadas mediante el empleo de procesos sol-gel. También se analizó el efecto que sobre las propiedades físicas y mecánicas de los soportes ejercen la presión de compactación y la temperatura de sinterización. Los aglutinantes y preparados se caracterizan por sedigrafía de rayos X, y a los soportes elaborados se les midió la resistencia a la compresión y porosidad y fueron caracterizadas por microscopio electrónico de barrido (SEM) análisis EDX.

Introducción

Las membranas empleadas en distintos procesos industriales consisten casi siempre de una delgada capa depositada sobre un sustrato cerámico (Ananthakumar y Warrier, 2001; Barrera, 2001; Belin y Briois, 2003; Bhave, 1991; Binner, 1990; Brinker, 1990). El interés de las investigaciones se centra, además de la obtención de las películas, en las técnicas que permitan obtener los sustratos cerámicos, con la distribución de tamaño de poro deseada, de manera confiable y reproducible.

La manufactura de membranas cerámicas ha experimentado un rápido crecimiento durante los últimos veinte años. El desarrollo de nuevos procesos y aplicaciones ha provocado un aumento en el interés por el estudio de este tipo de membranas.

Aunque se dispone, con facilidad, de una extensa información relacionada con la manufactura de membranas micro y nanofiltrantes elaboradas con base en materiales cerámicos (Carberry, 1995, pp. 423-426; Chang et al., 1994; Chaudhuri et al., 2002; Conde et al., 2003: Dilsiz et al., 2002; Dima et al., 2003 Dongare et al., 2002; Duran et al., 2002), la documentación existente para la fabricación de los soportes de dichas membranas es poco abundante. No son muchas las referencias bibliográficas que se encuentran sobre la elaboración de soportes para membranas, y las que están disponibles contienen generalidades sobre los métodos de obtención de los mismos. Los fenómenos que ocurren en la elaboración de un soporte son de diversa naturaleza e involucran una gran variedad de disciplinas científicas.

Los soportes cerámicos deben poseer una distribución de tamaño de poro comprendida entre 0.1 y 15 μm. Los soportes con diámetros promedio de poros superiores a 1μm se consideran macro. partículas filtrantes. Estos soportes se producen mediante procesos de compactación y extrusión en seco. Los soportes macro. porosos se recubren, por dip coating, con una serie de capas, cada una de las cuales tiene un menor tamaño de poro que la capa precedente.