Nanocompósito de poliamida/óxido de grafeno reduzido: um eficiente nanomaterial aplicado no tratamento de água produzida (ap) e separação de óleo/água do mar

• Autor(a) principal: Silva, Francisco Higor Vieira de Andrade
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57157
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Óxido de grafeno reduzido; Nanocompósito; Separação óleo/água; Água produzida; Remoção

A contaminação derivada da água produzida de reservatórios de petróleo e o derramamento de óleo no mar são problemas ambientais de grande relevância. Logo, a busca por métodos eficazes, sustentáveis, de fácil aplicação e de baixo custo para a separação óleo/água tem sido objeto de muitos estudos nas duas últimas décadas. Além disto, pesquisar e inovar como meta no desenvolvimento sustentável, na proteção ao meio ambiente e ao clima e na garantia de vida na água, são objetivos definidos pelas Nações Unidas a fim de que se possa atingir a Agenda 2030 no mundo. Com isso, sintetizar materiais utilizando ferramentas da nanotecnologia tem contribuído com o alcance dessas metas. Um dos nanomateriais 2D mais promissores em estudos envolvendo questões ambientais é o óxido de grafeno reduzido (RGO), e, por isso, este material foi utilizado nessa pesquisa na síntese de um nanocompósito à base de tecido de poliamida (PA) e avaliada a sua eficiência tanto no tratamento de água produzida (AP) bem como na remoção de óleo em água do mar. Esse trabalho foi realizado em duas etapas, onde, na primeira, um nanocompósito fluoropolímero/RGO/PA foi desenvolvido utilizando um processo HP/HT, seguido de spray coating e termofixação/polimerização infravermelho e, em seguida, aplicado na remoção de óleo de motor em água do mar. Já na segunda etapa, um nanocompósito à base de tecido de poliamida (PA) foi desenvolvido num processo químico semicontínuo HP/HT, com redução in situ do óxido de grafeno, e aplicado para o tratamento de água produzida de um campo petrolífero. Nessa etapa, um planejamento fatorial 24 utilizando o Design Expert foi utilizado avaliando os fatores: temperatura (ºC), concentração de RGO (mg mL-1), tempo de reação (min) e pH, que foram otimizados. Em ambas as etapas, o RGO e os nanocompósitos foram caracterizados utilizando DRX, Espectroscopia Raman, MEV-FEG, HRTEM, FTIR. Os resultados obtidos na primeira demonstraram uma eficiência significativa na separação do óleo de motor semissintético em água do mar, com uma taxa de remoção de óleo superior a 95%. Na segunda etapa, os resultados demonstraram uma eficiência significativa no ângulo de contato superior a 120°, sendo 55% maior quando comparado ao tecido de poliamida não revestido, com uma permeabilidade à água entre 10,1-16,9 mg/cm2.h. Concluiu-se que os nanocompósitos desenvolvidos apresentaram um promissor avanço na separação óleo/água e, também, no tratamento de água produzida, contribuindo para a preservação ambiental.