Las membranas compuestas de película delgada ( TFC o TFM ) son membranas semipermeables fabricadas principalmente para su uso en sistemas de purificación o desalinización de agua . También se utilizan en aplicaciones químicas como baterías y pilas de combustible . Una membrana de TFC se puede considerar como un tamiz molecular construido en forma de película a partir de dos o más capas de materiales.
Las membranas TFC se clasifican comúnmente como membranas de nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (RO). Ambos tipos están hechos típicamente de una capa delgada de poliamida (<200 nm) depositada sobre una capa porosa de polietersulfona o polisulfona (aproximadamente 50 micrones) sobre una hoja de soporte de tela no tejida . La configuración de tres capas proporciona las propiedades deseadas de alto rechazo de materiales no deseados (como sales), alta tasa de filtración y buena resistencia mecánica. La capa superior de poliamida es responsable del alto rechazo y se elige principalmente por su permeabilidad al agua y su relativa impermeabilidad a diversas impurezas disueltas, incluidos los iones de sal.y otras moléculas pequeñas que no se pueden filtrar . [1]
La primera membrana de ósmosis inversa viable se fabricó a partir de acetato de celulosa como una membrana semipermeable asimétrica de piel integral. Esta membrana fue fabricada por Loeb y Sourirajan en UCLA en 1959 y patentada en 1960. La generación actual de materiales de membrana de ósmosis inversa (RO) se basa en un material compuesto patentado por FilmTec Corporation en 1970 (ahora parte de DuPont ). Hoy en día, la mayoría de estas membranas para ósmosis inversa y nanofiltración utilizan una capa activa de poliamida.
Como sugiere el nombre, las membranas TFC se componen de múltiples capas. Las membranas diseñadas para la desalinización utilizan una capa activa de película delgada de poliamida con capas de polisulfona como capa de soporte porosa.
Las membranas de compuestos de película fina suelen sufrir efectos de compactación bajo presión. A medida que aumenta la presión del agua, los polímeros se reorganizan ligeramente en una estructura de ajuste más ajustada que da como resultado una menor porosidad, lo que en última instancia limita la eficiencia del sistema diseñado para usarlos. En general, cuanto mayor es la presión, mayor es la compactación.
El rendimiento de una membrana de filtración se clasifica por selectividad, resistencia química, diferencial de presión operativa y la tasa de flujo de agua pura por unidad de área.