00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Tese
Título: Materiais de sílica mesoporosa modeladas com sacarose para adsorção de CO2
Título(s) alternativo(s): Synthesis of mesoporous silica materials with sucrose for CO2 adsorption
Autor(es): Sacramento, Raisa Amorim
Primeiro Orientador: Silva, Antonio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.referee1: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Leonardo Mendonça Tenório de Magalhães
metadata.dc.contributor.referee3: Freitas, Johnnatan Duarte de
metadata.dc.contributor.referee4: Quintela, Paulo Henrique Leite
Resumo: A captura e o armazenamento de dióxido de carbono (CO2) têm sido indicado como uma eficaz estratégia para reduzir as emissões desse gás de maior impacto no efeito estufa. Diversos estudos têm se voltado para a aplicação de materiais de sílica mesoporosa em processos de adsorção de CO2. E o SBA-15 tem se destacado como agente de captura de CO2 graças ao seu grande volume e diâmetro de poros e alto desempenho térmico e hidrotérmico. Em contrapartida, a síntese desses materiais ainda tem um alto custo devido à complexidade no processamento de obtenção do tetraetilortosilicato e o uso de surfactantes sintéticos para a modelagem desses materiais. O objetivo do presente trabalho foi a síntese de diversos materiais de sílica mesoporosa, utilizando várias fontes de biomassa como modelador de estrutura, para a adsorção de CO2. Os materiais foram sintetizados com sacarose, D-glicose, amido, celulose, carboximetilcelulose, lignina e quitosana com TEOS e, em seguida, com uma fonte de sílica alternativa e mais barata, o silicato de sódio (Na2SiO3). Os resultados preliminares mostraram a sacarose como um promissor agente modelador dessas estruturas mesoporosas, assim, um estudo da síntese com diversas razões molares de sacarose (0, 0,3, 1, 2 e 3) em relação a sílica (SiO2) foi realizado. As estruturas de sílica mesoporosa foram preparadas e caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), análises termogravimétricas (TG/DTG) e adsorção de nitrogênio a -196°C, confirmando a formação de uma estrutura de sílica mesoporosa e mostrando que o aumento da composição de sacarose durante a síntese resultou no aprimoramento das propriedades estruturais e texturais desses materiais. As amostras preparadas com maior composição de sacarose obtiveram os melhores resultados de área superficial, 322 e 343 m2 ∙g-1 , e diâmetro de poros, 7 e 9 nm, respectivamente. Os resultados obtidos nos ensaios de adsorção mostraram que as estruturas sintetizadas com a sacarose se correlacionaram melhor com o modelo cinético de Elovich, indicando que a quimissorção é uma etapa limitante da velocidade do processo de adsorção de CO2 desses materiais. Os adsorventes preparados com maior composição de sacarose apresentaram as melhores capacidades de adsorção, 44,37 e 47,81 mg.g-1 , respectivamente, atingindo capacidade de adsorção superior a outras estruturas de sílica mesoporosa.
Abstract: The capture and storage of carbon dioxide (CO2) has been indicated as an effective strategy to reduce the emissions of this gas with the greatest impact on the greenhouse effect. Several studies have focused on the application of mesoporous silica materials in CO2 adsorption processes. And SBA-15 has stood out as a CO2 capture capture agent to its large pore volume and diameter and high thermal and hydrothermal performance. However, the synthesis of these materials still has a high cost due to the complexity in the processing to obtain tetraethylorthosilicate and the use of synthetic surfactants to model these materials. The objective of the present work was the synthesis of several mesoporous silica materials, using several sources of biomass as a structure modeler, for the adsorption of CO2. The materials were synthesized with sucrose, D-glucose, starch, cellulose, carboxymethylcellulose, lignin and chitosan with TEOS and then with an alternative and cheaper silica source, sodium silicate (Na2SiO3). Preliminary results showed sucrose as a promising modeling agent for these mesoporous structures, thus, a study of the synthesis with different molar ratios of sucrose (0, 0.3, 1, 2 and 3) in relation to silica (SiO2) was carried out. The structures of mesoporous were prepared and characterized by X-ray diffractometry (XRD), thermogravimetric analysis (TG/DTG) and nitrogen adsorption at -196°C, confirming the formation of a mesoporous silica structure and showing that increasing sucrose composition during synthesis resulted in improved properties and textures of these materials. The samples prepared with higher sucrose composition obtained the best results obtained the best results for surface area, 322 and 343 m2 ∙g-1 , and pore diameter, 7 and 9 nm, respectively. The results obtained in the adsorption tests found that the structures synthesized with sucrose correlated better with the Elovich Kinetic model, indicating that chemisorption is a rate-limiting step in the CO2 adsorption process of these materials. The adsorbents prepared with higher sucrose composition showed better adsorption capacities, 44.37 and 47.81 mg.g-1 , respectively, reaching adsorption capacity superior to other mesoporous silica structures.
Palavras-chave: Materiais de sílica mesoporosa
Biomassa
Dióxido de carbono (CO2 ) - Adsorção
Mesoporous silica materials
Biomass
CO2 adsorption
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: SACRAMENTO, Raisa Amorim. Materiais de sílica mesoporosa modeladas com sacarose para adsorção de CO2. 2023. 110 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11966
Data do documento: 30-mar-2023
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