Síntese e avaliação de membranas compósitas de acetato de celulose, obtidas a partir de resíduos de cigarros para separação de gases
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Data
2026-01-20
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Resumo
Este estudo apresenta a síntese e a avaliação de membranas compósitas de acetato de celulose produzidas a partir de resíduos de cigarros, utilizando fibras dos filtros e tabaco como precursor do carvão ativado. As matérias-primas exibiram características adequadas: o tabaco apresentou morfologia lignocelulósica heterogênea, favorável ao processo de ativação química, enquanto o acetato de celulose e as fibras mostraram alta pureza. As cinco membranas obtidas pelo método NIPS formaram estruturas assimétricas típicas, compostas por skin layer densa e subcamada porosa, influenciadas pelo teor de fibras e carvão. As análises de FTIR e EDS confirmaram preservação química do polímero e ausência de contaminantes inorgânicos. Nos testes de separação gasosa, todas as membranas exibiram permeação preferencial de CO2, com redução da fração de CH4 no permeado, com seletividades aparentes entre 1,365 e 1,626. A composição contendo apenas acetato de celulose e fibras apresentou o melhor desempenho. Os resultados demonstram potencial técnico para a produção de membranas compósitas a partir de resíduos de cigarros.
Resumen
Este estudio presenta la síntesis y la evaluación de membranas compuestas de acetato de celulosa producidas a partir de residuos de cigarrillos, utilizando fibras de los filtros y tabaco como precursor del carbón activado. Las materias primas mostraron características adecuadas: el tabaco presentó una morfologia lignocelulósica heterogénea, favorable al proceso de activación química, mientras que el acetato de celulosa y las fibras exhibieron alta pureza. Las cinco membranas obtenidas mediante el método NIPS formaron estructuras asimétricas típicas, compuestas por una skin layer densa y una subcapa porosa, influenciadas por el contenido de fibras y carbón. Los análisis de FTIR y EDS confirmaron la preservación química del polímero y la ausencia de contaminantes inorgánicos. En las pruebas de separación de gases, todas las membranas mostraron permeación preferencial de CO,, con reducción de la fracción de CH, en el permeado y selectividades aparentes entre 1,365 y 1,626. La composición que contenía únicamente acetato de celulosa y fibras presentó el mejor desempeho. Los resultados demuestran el potencial técnico para la producción de membranas compuestas a partir de residuos de cigarrillos.
Abstract
This study presents the synthesis and evaluation of cellulose acetate composite membranes produced from cigarette waste, using filter fibers and tobacco as a precursor for activated carbon. The raw materials exhibited suitable characteristics: the tobacco showed a heterogeneous lignocellulosic morphology favorable for chemical activation, while the cellulose acetate and fibers displayed high purity. The five membranes obtained through the NIPS method formed typical asymmetric structures composed of a dense skin layer and a porous sublayer, influenced by the fiber and carbon content. FTIR and EDS analyses confirmed the chemical preservation of the polymer and the absence of inorganic contaminants. In the gas separation tests, all membranes exhibited preferential CO, permeation, with a reduction of CH, in the permeate and apparent selectivities ranging from 1.365 to 1.626. The composition containing only cellulose acetate and fibers showed the best performance. The results demonstrate the technical potential for producing composite membranes from cigarette waste.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino- Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química.
Palavras-chave
membranas poliméricas, resíduos - reaproveitamento, cigarros, tabaco