Síntese de nanopartículas de cobre para aplicação em nanofluidos industriais

• Autor(a) principal: Beltrami, Paulo Henrique Fernandes
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/256574
• topic: Nanopartículas; Nanofluidos; Nanotecnologia; Condutividade térmica; Trocadores de calor; Nanoparticles; Nanofluids; Nanotecnology; Thermal conductivity; Heat exchangers

A utilização de fluidos refrigerantes é amplamente utilizada em processos químicos tanto em laboratórios quanto nas indústrias, se mostrando de extrema importância nos processos em que são necessários trocas de calor para obtenção de determinados produtos. Esses fluidos podem ser água, hidrocarbonetos, ar, dentre outros. Entretanto, realizando uma dispersão, tipo sol, de partículas sólidas nesses fluidos é possível obter os denominados nanofluidos (NF), os quais são capazes de realizar trocas de calor mais eficientes. Para que esses NF tornem-se viáveis é interessante que o material nanoparticulado se mantenha estável na dispersão. Para isso são utilizados agentes de superfície que são responsáveis pela modificação da superfície da NP ou moléculas multifuncionais responsáveis pela diminuição da energia livre de superfície dos nanomateriais (NM) impedindo o crescimento ou agregação dos nanomateriais. As nanopartículas quando dispersas em meio fluido, estão sujeitas a um conjunto de forças atrativas, que são responsáveis pela agregação e repulsivas favorecendo a formação de aglomerados e a desestabilização da dispersão. Para favorecer o balanço de forças em favor da estabilização dos NF é necessário a modificação dos NM utilizando diferentes estratégias de química de superfícies, como por exemplo, através da geração de uma força eletrostática repulsiva no NM. Essa maneira de estabilização é denominada “Estabilização Eletrostática”, que consiste em promover cargas na superfície dos NM, e como consequência a repulsão entre as partículas por conta da sobreposição da dupla camada elétrica mantendo as partículas dispersas no meio. No presente estudo foi possível obter nanopartículas de cobre contendo 36,58, 38,15 e 2,34 nm utilizando difração de raios X. O revestimento com glicina pode ser comprovado com base na espectroscopia na região do infravermelho no qual NH3+, COO-, e CH2 são grupos funcionais presentes na glicina e possui banda cacterística em 3179, 1607 e 1415 cm-1, respectivamente. Utilizando a espectroscopia na região do ultravioleta-visível foi possível identificar um pico característico de nanopartículas de cobre na região de 560 nm. Por fim, foi realizado um estudo de estabilidade coloidal por meio da técnica de espalhamento de luz dinâmico, no qual foi possível obter uma estabilidade coloidal em torno de 3 dias.