Caracterização e previsão de adsorção em materiais microporosos heterogêneos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Montenegro, Danielle Lobo
• Orientador(a): Silva, Djalma Ribeiro Da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Isotermas; carbono ativado; Adsorption Isotherms; γ-alumina; activated carbon; Monte Carlo.
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55143

A simulação molecular é uma ferramenta poderosa para prever a adsorção de gases e para caracterizar materiais microporosos. As isotermas de adsorção foram calculadas usando o método de Monte Carlo aplicado ao ensamble Grande Canônico. Novo kernel de isotermas de N2 em γ-alumina e de SO2 em carbono ativado foram apresentados com diferentes tamanhos de poros para caracterizar a faixa de microporos da γ-alumina e para prever a adsorção de SO2 em materiais carbonáceos. A distribuição de tamanho de poros representativos da γ-alumina e do carbono ativado foram calculadas com isotermas de N2 a 77K. Uma caracterização complementar dos carbonos C141 e WV1050 foi obtida com isotermas de CO2 a 273 K. A coleção de isotermas de N2 em slit pores de γ-alumina apresentou um melhor desempenho na descrição da isoterma experimental de N2 do que os modelos baseados em poros cilíndricos, confirmando as evidências experimentais sobre a natureza morfológica da γ-alumina. Duas amostras de γ-alumina foram investigadas e observamos que 12 a 22% do volume total consiste em microporos, que não são caracterizados adequadamente com as aproximações do kernel cilíndrico. Pela primeira vez na literatura, o modelo rMD foi usado para predizer isotermas de adsorção de gases. As isotermas simuladas obtidas para o modelo de poros heterogêneos estão de acordo com os dados experiementais e reproduziram de forma satisfatória a adsorção de SO2 a 298 K nos carbonos ativados C141 e WV1050. O aprimoramento da previsão de caracterização deve melhorar o design de materiais microporosos adequados para diferentes aplicações de catálise e adsorção e a previsão de isotermas de adsorção de gases tóxicos, como SO2, em carbono amorfo por meio de técnicas de simulação molecular ajudará os pesquisadores, que trabalham com adsorção sob condições operacionais críticas, a projetar materiais adsorventes adequados para diferentes processos sem a necessidade de realizar testes experimentais laboriosos.