00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Graduação - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Modificação de peneiras moleculares do tipo MCM-41 por deposição de carbono e lavagem ácida aplicadas na adsorção de CO2
Título(s) alternativo(s): Modification of molecular sieves of the MCM-41 type by carbon deposition and acid washing applied in CO2 adsorption
Autor(es): Silva, Diogo Pimentel de Sá da
Primeiro Orientador: Silva, Antonio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Bruno José Barros da
metadata.dc.contributor.referee1: Alencar, Soraya Lira
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro, Thaís Regina Silva
Resumo: O presente trabalho teve por objetivo avaliar a modificação de materiais mesoporosos do tipo MCM-41 através da deposição de carbono e lavagem ácida para utilização como adsorvente na captura de CO2. A fim de obter estruturas com diferentes propriedades texturais (diâmetro de poros, área específica, volume de poros, dentre outros), duas rotas de síntese foram utilizadas: a primeira de sílica pura (Si-MCM-41) e a segunda contendo alumínio (Al-MCM-41), obtidas através de síntese hidrotérmica em autoclaves sob pressão autógena a 150 °C por 24 h. O tratamento pós-síntese ocorreu em duas etapas: deposição de carbono utilizando glicose comercial e, em seguida, lavagem ácida com uma solução de ácido fluorídrico de 0,2 M a 65 °C por 2 h. As amostras foram caracterizadas por difratometria de raios X, espectroscopia de raios X por dispersão em energia, adsorção-dessorção de nitrogênio, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, dessorção de CO2 à temperatura programada, análises térmicas e microscopia eletrônica de varredura. Os testes de adsorção de CO2 foram realizados em uma balança termogravimétrica a 40 °C sob pressão atmosférica. Os resultados obtidos demostraram que a deposição de carbono levou a uma redução significativa nos valores de área superficial e volume de poros para as amostras MCM-41, devido a depósitos de espécies carbonáceas bloqueando parte dos mesoporosos. Após a lavagem ácida, parte desses depósitos foram removidos, bem como a ocorrência de lixiviação estrutural de átomos de silício. Dessa forma, o tratamento pós-síntese permitiu a geração de estruturas com um sistema de bimodal de poros (micro-mesoporos), proporcionando um aumento substancial na capacidade de adsorção de CO2 em comparação com os materiais mesoporosos sintetizados (aproximadamente 66% para Si-MCM-41 e 44% para Al-MCM-41), representando uma melhoria significativa no desempenho desses adsorventes no processo de captura de CO2.
Abstract: The present work aimed to evaluate the modification of mesoporous materials of the MCM-41 type through carbon deposition and acid washing for use as an adsorbent in the capture of CO2. In order to obtain structures with different textural properties (pore diameter, specific area, pore volume, among others), two synthesis routes were used: the first of pure silica (Si-MCM-41) and the second containing aluminum (Al-MCM-41), obtained through hydrothermal synthesis in autoclaves under autogenous pressure at 150 °C for 24 h. The post-synthesis treatment took place in two stages: carbon deposition using commercial glucose and then acid washing with a 0.2 M hydrofluoric acid solution at 65 °C for 2 h. The samples were characterized by X-ray diffractometry, energy dispersion X-ray spectroscopy, nitrogen adsorption-desorption, Fourier transform infrared spectroscopy, CO2 desorption at programmed temperature, thermal analysis and scanning electron microscopy. The CO2 adsorption tests were performed on a thermogravimetric scale at 40 ° C under atmospheric pressure. The results obtained showed that the carbon deposition led to a significant reduction in the values of surface area and pore volume for the MCM-41 samples, due to deposits of carbonaceous species blocking part of the mesoporous. After the acid wash, part of these deposits were removed, as well as the occurrence of structural leaching of silicon atoms. Thus, the post-synthesis treatment allowed the generation of structures with a pore bimodal system (micro-mesopores), providing a substantial increase in the CO2 adsorption capacity compared to the synthesized mesoporous materials (approximately 66% for Si-MCM-41 and 44% for Al-MCM-41), representing a significant improvement in the performance of these adsorbents in the CO2 capture process.
Palavras-chave: MCM-41
Deposição de carbono
Lavagem ácida
Tratamento pós-síntese
Adsorção de CO2
Carbon deposition
Post-synthesis treatment
Acid wash
CO2 adsorption
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Química
Citação: SILVA, Diogo Pimentel de Sá da. Modificação de peneiras moleculares do tipo MCM-41 por deposição de carbono e lavagem ácida aplicadas na adsorção de CO2. 2021. 87 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7561
Data do documento: 29-jan-2021
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