Resumen de Caracterització i aplicació de membranes de polisulfona i desenvolupament de noves membranes d’impressió molecular

Aleix Conesa Cabeza

• Els estudis realitzats en aquesta memòria tenen com a fonament tres blocs principals, tots tres centrats en un mateix objectiu: les membranes polimèriques. Aquets tres blocs són: la caracterització de les membranes, algunes aplicacions de les membranes i la síntesis de noves membranes. La caracterització de les membranes és la part més extensa de la memòria i s’ha realitzat amb dues perspectives diferenciables: Per una banda s’ha desenvolupat per primera vegada en el camp de les membranes, l’ús de la tècnica espectroscòpica d’infraroig proper (NIR) com a tècnica per poder distingir les membranes d’inversió de fase, segons si han estat preparades per evaporació o per immersió. Aquest mètode també permet classificar-les pel seu gruix, només realitzant un simple espectre d’infraroig proper de la superfície i aplicant-hi un mètode supervisat de modelatge basat en l’anàlisi de variança residual. Per una altra banda, s’han utilitzat tècniques habituals de caracterització de membranes com la Microscòpia Electrònica d’Escombrat (SEM), la Microscòpia de Força Atòmica (AFM), l’Espectroscòpia Electrònica per a l’Anàlisi Química (ESCA), les Espectroscòpies d’Infraroig (IR) o la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN) amb l’objectiu d’estudiar les propietats físiques de les membranes. Concretament s’ha aprofundit en estudiar tres tipus de membranes polimèriques diferents: les membranes de polisulfona (PS), les membranes de polisulfona amb una capa de poliamida (PA), y les membranes d’impressió molecular (MIM). En el cas de les membranes de PS s’ha determinat quin es l’efecte d’algunes de les variables més importants que afecten a la formació de macrovoids durant la preparació d’aquestes membranes. Aquestes variables són: el gruix de membrana, la temperatura del bany de coagulació o la presència d’altres compostos químics com l’isopropil miristat (IPM) utilitzat com agent facilitador del transport. En el cas de les membranes de PS amb una capa de PA, s’ha realitzat un estudi de caracterització superficial per tal de conèixer la degradació d’aquestes membranes quan estan sotmeses a filtracions d’aigua oxigenada (H2O2) al 40%. Finalment, en el cas de les MIM s’han caracteritzat principalment per verificar la correcta formació d’aquestes membranes. Pel que fa al segon bloc sobre aplicacions de les membranes, els estudis s’han dirigit per una banda a la separació quiral dels enantiòmers D,L-propranolol i D,L-selenometionina mitjançant sistemes de diàlisis, i per l’altra banda a la reducció de la Demanda Química d’Oxigen (DQO) d’una solució d’aigua oxigenada al 40% mitjançant filtració frontal en discontinu. Més concretament, s’ha pogut comprovar que les membranes de polisulfona preparades per immersió i amb presencia d’IPM faciliten el transport per igual dels dos enantiòmers del propranolol, mentre que si a més hi afegim el compost N-hexadecil-L-hidroxiprolina (HHP) es produeix una certa enantioseparació. En el cas de la separació dels enantiomers de la D,L-selenometionina, s’ha pogut comprovar que la membrana formada pel copolímer N,N-dimetil-2-aminoetilmetacrilat ? etilenglicol dimetacrilat (DMAEM-EDMA) té capacitat d’interacció selectiva amb l’enantiòmer L de la selenometionina. Pel que fa la l’eliminació de la DQO en solucions de H2O2 s’ha demostrat que les membranes de nanofiltració de polisulfona amb una capa de poliamida poden disminuir la DQO de 500 ppm a 62 ppm. Finalment, en l’últim bloc destinat a la síntesis de noves membranes, s’ha realitzat la síntesis i caracterització de noves membranes preparades amb la tècnica de la impressió molecular. Per fer-ho s’han utilitzat tècniques com la polimerització per fixació radicalària utilitzant el benzoin etil èter (BEE) com a fotoiniciador sobre membranes de fluorur de polivinilidè hidrofòbic (PVDF-phob, Durapore), utilitzant 4 tipus diferents de monòmers diferents com són la 4-vinilpiridina (4VPY), l’àcid metacrílic (MAA), l’acrilamida (AAM) i el N,N-dimetil-2-aminoetilmetacrilat (DMAEM).