Desenvolvimento de materiais para captura de CO2 com estrutura zeolítica empregando fonte de sílica alternativa

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Longe, Clenildo de
• Orientador(a): Pergher, Sibele Berenice Castella
• Tipo de documento: Dissertação
• 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 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sílica MPI; Zeólita-A; Zeólitas MFI; Silicalita; Adsorção; Captura de CO2
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54678

As emissões causadas por gases poluentes, como dióxido de carbono, são um dos principais contribuintes para geração do efeito estufa que acarreta o aquecimento global, responsável pelas mudanças climáticas. Uma alternativa para mitigação dessas emissões é a utilização de adsorventes capazes de captura e armazenar o CO2. A zeólita é considerada um dos adsorventes mais eficazes nas tecnologias de adsorção e separação de gases devido à maior capacidade de adsorção, disponibilidade abundante e baixo custo. Apesar dessas vantagens, reagentes utilizados na síntese como a fonte de sílica encarece a obtenção desses materiais. Neste trabalho foram desenvolvidos materiais para captura de CO2, com estrutura zeolítica utilizando fonte de sílica alternativa de baixo custo proveniente da areia de praia denominada, sílica MPI, para tornar o processo de síntese eco-friendly. Os materiais obtidos foram caracterizados através das técnicas de difração de raios X (DRX), fluorescência de raio X (FRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise textural de adsorção e dessorção de N2 e Ar, e análise térmica. Foram realizados estudos do tempo de cristalização das zeólitas obtendo para a zeólitaA com sílica MPI (ZAM 1h), a cristalinidade relativa de 74,26% no tempo de 1 h com fases puras e cristalinas. A zeólita de estrutura MFI em meio básico com sílica MPI (ZM 15 h) teve cristalinidade relativa de 92,90% para o tempo de 15 h, com fases puras e cristalinas, mas cristais menores que a zeólita com sílica padrão (ZAP 2 h). A zeólita de estrutura MFI em meio fluorídrico com sílica MPI (SM 3 d) atingiu cristalinidade relativa de 111,90 % no tempo de 3 dias com fases puras cristalinas, porém com cristais menores que a zeólita com sílica padrão (SP 9 d). A avaliação do estudo adsortivo mostrou que a zeólita-A padrão e MPI (ZAM 1 h) tiveram os melhores resultados captura de CO2 com capacidades de adsorção 5,25 mmol/g e 4,83 mmol/g de CO2, respectivamente. A Silicalita teve o segundo melhor resultado com a padrão (SP 9 d) e as zeólitas de estrutura MFI em meio fluorídrico, a parir da sílica MPI (SM 3 d), com capacidades de 3,94 mmol/g e 3,78 mmol/g de CO2, respectivamente. As zeólitas de estrutura MFI em meio básico, padrão (ZMP 3 d) e a com sílica MPI (ZM 15 h) tiveram as capacidades de 3,72 mmol/g e 3,22 mmol/g de CO2, respectivamente. A avaliação dos modelos matemáticos indicou que a zeólita-A se ajustou melhor ao modelo de Temkin, as de estrutura MFI em meio básico ao modelo de Freündlich e as em meio fluorídrico, Silicalita (SP 9 d) e as zeólitas a partir da sílica MPI (SM 3d) a Langmuir e a SM 6 d a Temkin.