Abstract

El presente trabajo muestra la síntesis, caracterización, evaluación anti-biofouling y desempeño de filtración de membranas modificadas por la incorporación de nano-óxidos metálicos (CuO y TiO2). Las membranas (PA/PSL) fueron sintetizadas por el método de polimerización interfacial sobre un soporte de polisulfona (PSL) previamente sintetizado en el laboratorio. Las nanopartículas fueron incorporadas por dispersión en una de las soluciones de los monómeros produciendo las membranas modificadas PA-CuO/PSL y PA-TiO2/PSL. Las membranas fueron caracterizadas por Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), Microscopía electrónica de barrido (MEB), Espectroscopia de RX por energía dispersiva (EDX), Microscopía de fuerza atómica (AFM), Difracción de RX (XRD) y ángulo de contacto. Las propiedades antibiofouling de las membranadas fueron evaluadas por: el método de unidad de colonias formadas (CFU) y ensayos de antiadhesión por Microscopía de Epifluoresencia (LIVE/DEAD® BacLightTM Bacterial Viability Kit) empleando Escherichia coli. Los experimentos de filtración fueron desarrollados mediante el ensayo de flujo cruzado con un área efectiva de 33 cm2 y una solución de NaCl (1000 ppm) a 300 psi. La formación de la capa de poliamida fue confirmada por FTIR. La incoporación de las nanopartículas en la capa de poliamida fue confirmada por MEB, EDX y XRD. Los resultados de caracterización indicaron que las nano-CuO se encuentran embebidas en la matriz polimérica mientras que las nano-TiO2 presentan una interacción entre el Ti de las nano-TiO2 y el oxígeno del grupo carbonilo de la poliamida. Las membranas PA-CuO/PSL presentaron buen efecto bactericida (44.4% de bacterias muertas) y antiadhesión (80.0%) generado por el contacto y liberación de iones Cu2+. En contraste, las membranas PA-TiO2/PSL mostraron moderado efecto bactericida (12.9% de bacterias muertas) y un importante efecto antiadhesión (98.5%) asociados al incremento en la hidrofilicidad de la superficie. Las membranas modificadas presentaron un rechazo de sales alrededor del 98% con flujos estables de agua alrededor 30 L.m2.h-1.