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Document Type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 e MCM-48 impregnadas com aminas para utilização na adsorção de CO2
Other Titles: DEVELOPMENT OF TYPE MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES MCM-41 AND MCM-48 IMPREGNATED WITH AMINES FOR USE IN ADSORPTION CO2.
Authors: Oliveira, Thiago Gallo de
Issue Date: 25-Jul-2012
Advisor: Souza, Anne Michelle Garrido Pedrosa de
Resumo : O aumento significativo das emissões de dióxido de carbono na atmosfera vem acentuando o efeito do aquecimento global. A busca por fontes energéticas que minimizem as emissões é de grande importância, como também o uso de ações complementares como processos para captura deste gás das principais fontes emissoras. Dentre alguns processos já bem conhecidos industrialmente, destaca-se a absorção química com alcanolaminas, a qual apresenta algumas desvantagens por ser dispendiosa e gerar rejeitos da sua recuperação. O uso da adsorção gás-sólido seletiva de dióxido de carbono tem muitas vantagens sobre a absorção com aminas líquidas, tais como: fácil manipulação sem riscos ao ambiente, e recuperação do material adsorvente, podendo-se utilizar plantas industriais com fluxo contínuo. Neste contexto, foram sintetizados através do método hidrotérmico dois materiais da família M41S do tipo MCM-41 e MCM-48. Em seguida os materiais foram impregnados com etilenodiamina, através do método de impregnação por via úmida. Estes materiais foram utilizados para o processo de adsorção de dióxido de carbono e foram caracterizados por diversas técnicas físico-químicas. Os difratogramas de raios-X das amostras sintetizadas apresentaram os picos característicos do MCM-41 e do MCM-48 antes e após a impregnação com aminas. Os espectros de absorção na região do infravermelho mostraram bandas devido às ligações Si-O e O-Si-O em todos os materiais e de ligações N-H devido à presença da amina nos suportes após a impregnação. As curvas termogravimétricas mostraram que a estabilidade do material contendo aminas é de até 100 °C. Todos os materiais apresentaram isotermas de adsorção de N2 do tipo IV, alguns com histerese do tipo H1 e elevadas áreas superficiais (acima de 1000 m2 g-1). Os testes de captura de dióxido de carbono em sistema com fluxo e pressão atmosférica mostraram significativas reduções nas capacidades de captura para os materiais impregnados em comparação com os valores obtidos com os suportes MCM-41 e MCM-48. Testes com sistema fechado e variação de pressão na faixa de 0,5-30 bar permitiram o levantamento de isotermas de equilíbrio para os materiais preparados as quais foram ajustadas através do modelo de Langmuir. Os resultados mostraram que as amostras de MCM-41 e MCM-48 são favoráveis para aplicações onde altas pressões são requeridas.
Abstract: The significant increase of carbon dioxide emissions in the atmosphere comes intensifying the global warming. The search for energetic source that turn emission down is of great importance, as well as the use of complementary actions like dioxide carbon capture process of the main emissions sources. From among some processes already very well-known industrially highlights chemical absorption with alkanolamine, which shows some disadvantages in being costly and generate waste derived from recovery. The use gas-solid selective in carbon dioxide adsorption has very advantages over absorption liquid amine such as easy handling without risks to the environment and recovering of adsorbent material, being possible to use industries plants with continuous flux. In this context were synthesized through hydrothermal method two materials of family M41S of type MCM-41 and MCM-48. Then the materials were impregnated with ethylenediamine by wet impregnation method. These materials were used for the carbon dioxide adsorption process and were characterized by several physic-chemical techniques. The powder X-ray diffraction patterns of the samples showed all peaks characteristics of MCM-41 and MCM-48 before and after impregnation with amines. The absorption spectrum in the infrared region showed bands due to Si-O and O-Si-O bonds in all materials and N-H bonds due to presence of amine in the supports after impregnation process. The thermogravimetric curves showed that stability of material containing amines is up to 100 °C. The materials showed N2 adsorption isotherms type IV, some with hysteresis type H1 and high surfaces areas (over 1000 m2 g-1). Carbon dioxide capture tests in flux system and atmosphere pressure showed significant drawbacks in the capture capacities of carbon dioxide for the materials impregnated with ethylenediamine in comparison to the values obtained with the MCM-41 and MCM-48 supports alone. Tests with closed system and pressure variation in the range of 0.5 to 30 bar allowed the construction of the isotherms to prepared materials of which were fitted using the Langmuir model. The results showed that the samples of MCM-41 and MCM-48 without impregnation are favorable for applications where high pressures are required.
Keywords: Peneiras moleculares mesoporosas
MCM-41
MCM-48
Etilenodiamina
Adsorção de dióxido de carbono
Mesoporous molecular sieves
MCM-41
MCM-48
Ethylenediamine
Carbon dioxide adsorption
Subject CNPQ: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Sponsorship: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Language: por
Country: BR
Publisher / Institution : Universidade Federal de Sergipe
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Aberto
URI: https://ri.ufs.br/handle/riufs/6040
Appears in Collections:Mestrado em Química

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