2026-05-05T22:35:59Zhttps://uvadoc.uva.es/oai/requestoai:uvadoc.uva.es:10324/634262025-01-30T10:35:54Zcom_10324_38col_10324_787
Nuevo método de determinación de la fracción de volumen libre en membranas poliméricas por adsorción de gases
Cicuttin, Noelia
Palacio Martínez, Laura
Carmona Del Rio, Francisco Javier
En este trabajo se analizaron membranas poliméricas a través de medidas de
adsorción. Se usaron dos gases como adsorbatos: CO2 a 273.15 K y N2 a 77 K.
Las membranas usadas en el estudio son de matriz mixta (MMMs) fabricadas con
dos matrices poliméricas distintas (copolyamides-copoly-o-hydroxyamide y copoly-ohydroxyamide-
amide) con distintos porcentajes de relleno de PPN1 (Polymer Porous
Network: tripticeno+isatina). Dichas membranas también se trataron térmicamente
para producir un reordenamiento térmico (TR-MMMs), por lo tanto fueron cuatro los
materiales a analizar: las membranas poliméricas puras y las membranas de matriz
mixta, en ambos casos antes y después del tratamiento térmico.
A partir de las medidas de adsorción y aplicando la teoría del funcional de la
densidad no local (NLDFT) se obtuvieron las distribuciones de tamaño de poro. Al
utilizar dos adsorbatos, se pudieron detectar distintos rangos de tamaño de poro bien
diferenciados. Con el dióxido de carbono se encontraron tres grupos de poros entre 3˚A
y 15˚A de diámetro, mientras que con nitrógeno se estudió el rango entre 20˚A y 250 ˚A.
Los volúmenes de poros estimados a través del volumen adsorbido, junto a las
medidas de densidad, permitieron implementar un nuevo método para calcular la
fracción de volumen libre (FFV) exclusivamente a partir de datos experimentales. Los
resultados obtenidos concuerdan satisfactoriamente con los métodos convencionalmente
empleados. Hemos encontrado así un método rápido para evaluar la fracción de
volumen libre, la cual es una magnitud fundamental en el estudio de las propiedades
de transporte de gas en las membranas poliméricas, estando fuertemente relacionada
a la permeabilidad. Además, las medidas con N2 permitieron detectar fracturas e
imperfecciones en la estructura que falseaban la medida; en base a dichos resultados
se calculó la densidad corregida de la matriz polimérica, resultando las medidas de la
fracción de volumen libre mucho más exactas.
2023
info:eu-repo/semantics/masterThesis
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Departamento de Física Aplicada
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