Síntesis de caracterización de membranas para osmosis inversa con capacidad anti-bioincrustante, por incorporación de nano partículas de dióxido de titanio

Abstract

El objetivo de este trabajo fue el desarrollo de membranas para osmosis inversa con capacidad anti-bioincrustante por la incorporación de nanopartículas de TiO2 y TiO2modificado con SDS. La síntesis de poliamida fue obtenida por el proceso de polimerización interfacial, fundamentada en la reacción de policondensación entre la fase acuosa de m-fenildiamina (MPD) y la fase orgánica de 1, 3, 5-bencentricarbonilo (TMC), sobre un soporte poroso de polisulfona (PS). Las nanopartículas de TiO2 o TiO2-SDS fueron incorporadas en las distintas capas PA/PS de la membrana, dispersándolas en la solución de MPD para el caso PA, y en la solución casting cuando fueron introducidas en la capa PS. Las membranas sintetizadas fueron caracterizadas por Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopia infrarroja por Transformada de Fourier, Microscopía electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia de energía dispersa por rayos X (EDX) y Microscopía de fuerza atómica (AFM). Los ensayos biológicos para determinar la capacidad anti-bioincrustante consistieron en: conteo de unidades viables formadoras de colonia (ufc) y pruebas de adhesión bacteriana para la bacteria E. coli. La adhesión bacteriana se corroboró tiñendo las muestras con el fluoróforo 4 ',6-diamino-2-fenilindol (DAPI) y observándolas con un microscopio de epifluorescencia. Los análisis XRD demostraron la presencia del dióxido de titanio en las membranas sintetizadas, además permitieron constatar que el TiO2 no sufrió cambios de fases al ser incorporado en las distintas capas PA/PS de las membranas, ni tampoco, cuando fue modificado con SDS. La formación de la capa de poliamida sobre los soportes de polisulfona se corroboró mediante los espectros de FTIR. Las micrografías obtenidas por SEM permitieron observar la morfología de valles y montes en la superficie de las membranas sintetizadas. El análisis elemental EDX corroboró la presencia de las nanopartículas en las distintas capas PA/PS en las que fueron incorporadas. Por AFM se determinó que las membranas a las cuales se les incorporó TiO2 en su capa de poliamida son menos rugosas, en comparación a las membranas sin modificación. Las membranas modificadas presentaron capacidad bactericida, más aún, las membranas con incorporación de TiO2 en PA mostraron una disminución en cuanto a, adhesión bacteriana. Ambos efectos (bactericida y anti-adhesión) permitieron determinar que las membranas sintetizadas presentan capacidad anti-bioincrustante, siendo (PA+TiO2-SDS)/PSL la que presentó el mejor comportamiento.