Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cruz Junior, Orlando Ferreira
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/206057
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2018.
id UFSC_e04e88796dda1d224e70e233ade96147
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/206057
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Universidade Federal de Santa CatarinaCruz Junior, Orlando FerreiraRambo, Carlos RenatoHotza, Dachamir2020-03-31T14:41:28Z2020-03-31T14:41:28Z2018358872https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/206057Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2018.Neste trabalho, foram preparados carvões ativados de resíduo de biomassa amazônica (caroço de açaí, casca de cupuaçu, ouriço de castanha e caroço de andiroba) por diferentes meios de carbonização, hidrotérmica assistida por micro-ondas (CHM), carbonização hidrotérmica e carbonização convencional, sob diferentes rotas de ativação, (ativação física com CO2, ativação química com hidróxido de sódio (KOH) e ácido fosfórico (H3PO4), avaliar o emprego dos carvões para armazenamento de metano a alta pressão ( 100 bar) e CO2 a baixa pressão (1 bar),. Avaliar o armazenamento de CO2 em um carvão ativado de casca de cupuaçu, preparado por carbonização convencional e ativado com (KOH) sob diferentes temperaturas de ativação e razão KOH/precursor, preparar carvão ativado por CHM e ativado com CO2 e carbonização convencional ativado com KOH de caroço de açaí para armazenamento de metano, preparar e caracterizar carvões ativados de caroço de açaí, casca de cupuaçu e caroço de andiroba, por carbonização hidrotérmica convencional e ativados com CO2 e carbonização convencional por forno horizontal e ativados com H3PO4. As matérias-primas foram caracterizadas por espectroscopia de absorção atômica (AAS), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG) e análise elementar. Os carvões ativados, foram caracterizados quanto a sua área superficial (BET), química de superfície (TPD), termogravimétricas, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRF), espectroscopia de fotoelétrons por raios X (XPS) e espectroscopia Raman. Os resultados obtidos para o armazenamento de metano com os carvões ativados preparados por CHM e ativados com CO2 foram 151, 150 e 129 V/V (volume/volume) para as amostras de cupuaçu, açaí e ouriço de castanha respectivamente, apresentando valores similares aos preparados com outras biomassas presentes na literatura. Os resultados dos carvões ativados preparados por ativação química com KOH e temperatura de 600 e 700 ºC para armazenamento de CO2 a 0 ºC e 25 ºC variaram de 3,8 a 4,4 mmol/g e 6,2 a 7,8 mmol/g respectivamente, valores elevados para carvões ativados com biomassa de frutos, os carvões ativados preparados por carbonização hidrotérmica e convencional apresentaram áreas superficiais próximas a 2000 m2/g, sendo obtidos valores de área superficial superiores a 2600 m2/g para as amostras ativadas com H3PO4. Os resultados sugerem que o emprego de biomassa amazônica para o preparo de carvão ativado proporciona materiais com microporos e mesoporos que podem ser utilizados no armazenamento e captura de gases.Abstract : In this work, activated carbons of amazon biomass residues (assai stone, cupuaçu shell, Brazil nut pod and andiroba stone) were prepared by different carbonization means microwave assisted hydrothermal (CHM), hydrothermal carbonization and conventional carbonization (physical activation with CO2, chemical activation with sodium hydroxide (KOH) and phosphoric acid (H3PO4), to evaluate the use of the coals for the storage of high pressure methane (100 bar) and low pressure CO2 (1 bar), evaluate CO2 storage in cupuaçu shell activated carbon, prepared by conventional carbonization and activated with (KOH) under different activation temperatures and KOH/precursor ratio, prepare CHM activated carbon and activated with CO2 and activated carbon with assai stone KOH for methane storage, prepare and characterize activated carbon of assai stone, cupuaçu shell and andiroba stone, by conventional hydrothermal carbonization and activated with CO2 and conventional carbonization by horizontal oven and activated with H3PO4. The raw materials were characterized by atomic absorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric (TG) analysis and elemental analysis. The activated carbons were characterized by their surface area (BET), surface chemistry (TPD), thermogravimetric, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), photoelectron spectroscopy by X-rays (XPS) and Raman spectroscopy. The results obtained for the storage of methane with the activated carbons prepared by CHM and activated with CO2 were 151, 150 and 129 V/V (volume/volume) for the cupuaçu shell, assai stone and Brazil nut pod samples respectively, presenting values like those prepared with other biomasses present in the literature. Results of the activated carbons prepared by chemical activation with KOH and temperature of 600 and 700 °C for CO2 storage at 0 °C and 25 °C ranged from 3.8 to 4.4 mmol/g and 6.2 to 7.8 mmol/g respectively, high values for activated carbon with fruit biomass, the activated carbons prepared by hydrothermal and conventional carbonization presented surface areas close to 2000 m2/g, obtaining surface area values higher than 2600 m2/g for H3PO4 activated samples. The results suggest that the use of Amazonian biomass for the preparation of activated carbon provides materials with micropores and mesopores that can be used in the storage and capture of gases.137 p.| il., gráfs., tabs.porCiência dos materiaisEngenharia de materiaisMetanoDióxido de carbonoCarbono ativadoAdsorçãoCarvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gasesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALPCEM0483-T.pdfPCEM0483-T.pdfapplication/pdf2256097https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/206057/-1/PCEM0483-T.pdf256879526a9448f4d5365d91f65baf83MD5-1123456789/2060572020-03-31 11:41:28.813oai:repositorio.ufsc.br:123456789/206057Repositório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-03-31T14:41:28Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
title Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
spellingShingle Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
Cruz Junior, Orlando Ferreira
Ciência dos materiais
Engenharia de materiais
Metano
Dióxido de carbono
Carbono ativado
Adsorção
title_short Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
title_full Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
title_fullStr Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
title_full_unstemmed Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
title_sort Carvões ativados a partir de resíduos de biomassa de espécies amazônicas utilizando diferentes processos de carbonização para armazenamento de gases
author Cruz Junior, Orlando Ferreira
author_facet Cruz Junior, Orlando Ferreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Cruz Junior, Orlando Ferreira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rambo, Carlos Renato
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Hotza, Dachamir
contributor_str_mv Rambo, Carlos Renato
Hotza, Dachamir
dc.subject.classification.none.fl_str_mv Ciência dos materiais
Engenharia de materiais
Metano
Dióxido de carbono
Carbono ativado
Adsorção
topic Ciência dos materiais
Engenharia de materiais
Metano
Dióxido de carbono
Carbono ativado
Adsorção
description Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2018.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-03-31T14:41:28Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-03-31T14:41:28Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/206057
dc.identifier.other.none.fl_str_mv 358872
identifier_str_mv 358872
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/206057
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 137 p.| il., gráfs., tabs.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/206057/-1/PCEM0483-T.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 256879526a9448f4d5365d91f65baf83
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1766805383750352896

Registros relacionados