Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcelaNBpdf.pdf: 2700913 bytes, checksum: 95100e939e95f8047d0ef3d50eb366ab (MD5) Previous issue date: 2009-08-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Emissions of CO2 in the atmosphere have increased successively by various mechanisms caused by human action, especially as fossil fuel combustion and industrial chemical processes. This leads to the increase in average temperature in the atmosphere, which we call global warming. The search for new technologies to minimize environmental impacts arising from this phenomenon has been investigated. The capture of CO2 is one of the alternatives that can help reduce emis ions of greenhouse gases. The CO2 can be captured through the process of selective adsorption using adsorbents for this purpose. Were synthesized by hydrothermal method, materials of the type MCM-41 and Al-MCM-41 in the molar ratio Si / Al equal to 50. The synthesis of gels were prepared from a source of silicon, sodium, water and aluminum in the case of Al-MCM-41. The period of synthesis of the materials was 5 days in autoclave at 100?C. After that time materials were filtered, washed and dried in greenhouse at 100 ? C for 4 hours and then calcined at 450 ? C. Then the calcined material was functionalized with the Di-isopropylamine (DIPA) by the method of wet impregnation. We used 0.5 g of material mesopores to 3.5 mL of DIPA. The materials were functionalized in a closed container for 24 hours, and after this period were dried at brackground temperature for 2 hours. Were subsequently subjected to heat treatment at 250?C for 1 hour. These materials were used for the adsorption of CO2 and were characterized by XRD, FT-IR, BET / BJH, SEM, EDX and TG / DTG. Tests of adsorption of CO2 was carried out under the following conditions: 100 mg of adsorbent, temperature of 75?C under flow of 100 mL/min of CO2 for 2 hours. The desorption of CO2 was carried out by thermogravimetry from ambient temperature to 900?C under flow of 25 mL min of He and a ratio of 10?C/min. The difratogramas X-ray for the synthesized samples showed the characteristic peaks of MCM-41, showing that the structure of it was obtained. For samples functionalized there was a decrease of the intensities of these peaks, with a consequent reduction in the structural ordering of the material. However, the structure was preserved mesopores. The adsorption tests showed that the functionalized MCM-41 is presented as a material promising adsorbent, for CO2 capture, with a loss of mass on the desorption CO2 of 7,52%, while that in Al-MCM- 41 functionalized showed no such loss / As emiss?es de CO2 na atmosfera v?m aumentando sucessivamente devido a v?rios mecanismos provocados pela a??o humana, principalmente como a queima de combust?veis f?sseis e processos qu?micos industriais. Isso leva ao aumento da temperatura m?dia na atmosfera, a qual chamamos de aquecimento global. A busca por novas tecnologias para minimizar os impactos ambientais decorrentes deste fen?meno tem sido investigadas. A captura de CO2 ? uma das alternativas que podem ajudar a diminuir as emiss?es desses gases. O CO2 pode ser capturado atrav?s do processo de adsor??o utilizando adsorventes seletivos para este fim. Foram sintetizados pelo m?todo hidrot?rmico, materiais do tipo MCM-41 e Al- MCM-41 na raz?o molar Si/Al igual a 50. Os g?is de s?nteses foram preparados partindo deuma fonte de sil?cio, s?dio, ?gua destilada e alum?nio no caso do Al-MCM-41. O per?odo de s?ntese dos materiais foi de 5 dias em autoclave a 100?C. Ap?s esse tempo os materiais foram filtrados, lavados e secos em estufa a 100?C durante 4 horas, e posteriormente calcinados a 450?C. Em seguida os materiais calcinados foram funcionalizados com a Di-iso-propilamina (DIPA) atrav?s do m?todo de impregna??o por via ?mida. Foi utilizado 0,5 g de material mesoporoso para 3 mL de DIPA. Os materiais funcionalizados ficaram em um recipiente fechado durante 24 horas, e ap?s esse per?odo foram secos em temperatura ambiente durante 2 horas. Posteriormente foram submetidos a um tratamento t?rmico a 250?C durante 1 hora. Estes materiais foram utilizados para o processo de adsor??o de CO2 e foram caracterizados por DRX, FT-IR, BET/BJH, MEV, EDX e TG/DTG. Os ensaios de adsor??o de CO2 foram realizados nas seguintes condi??es: 100 mg de adsorvente, temperatura de 75?C sob fluxo de 100 mL/min de CO2 durante 2 horas. A dessor??o do CO2 foi realizada atrav?s da termogravimetria, da temperatura ambiente at? 900?C, sob fluxo de 25 mL/min de He e uma raz?o de 10?C/min. Os difratogramas de raios-X para as amostras sintetizadas apresentaram os picos caracter?sticos do MCM-41, evidenciando que a estrutura do mesmo foi obtida. Para as amostras funcionalizadas observou-se uma diminui??o das intensidades desses picos, consequentemente, uma diminui??o do ordenamento estrutural do material. No entanto, a estrutura mesoporosa foi preservada. Os testes de adsor??o mostraram que o MCM-41 funcionalizado se apresentou como um material adsorvente promissor, para captura de CO2, com uma perda de massa referente ? dessor??o do CO2 de 7,52 %, enquanto que no Al-MCM- 41 funcionalizado n?o apresentou essa perda

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TaisaCMD_DISSERT.pdf: 2778077 bytes, checksum: 8a36ea6ad5a2dd95751172ec12102ec7 (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / Muitos mecanismos provocados pela a??o humana v?m gerando um aumento na queima de combust?veis f?sseis e processos qu?micos (produtos org?nicos, carv?o, madeira, ?leo diesel, gasolina e outros derivados de petr?leo) e, consequentemente, h? um aumento na emiss?o de CO2 na atmosfera. Uma das alternativas para a captura desse poluente ? o processo de adsor??o, o qual pode ajudar na redu??o do CO2. As hidrotalcitas ou hidr?xidos duplos lamelares (HDL s) est?o dentre esses materiais estudados, j? que apresentam alta estabilidade e uma boa porosidade, tornando-se assim um promissor adsorvente de gases poluentes. Os HDL s formam um grupo de argilas do tipo ani?nico que consiste em camadas positivamente carregadas de ?xido de metal (ou hidr?xido de metal) com intercamadas de ?nions. Foi constatado que ?nions que possuem duas cargas negativas, estabilizam muito mais que ?nions monovalentes, sendo o carbonato o mais est?vel dos ?nions divalentes. Neste trabalho, foi proposta uma modifica??o na s?ntese direta atrav?s da co-precipita??o a pH constante utilizando sais de c?tions divalentes (Mg2+) e trivalentes (Al3+) reportados na literatura. Durante a s?ntese dos HDL s retirou-se o carbonato, bem como, utilizou-se um copol?mero como um template para o alargamento das lamelas. As amostras foram caracterizadas utilizando as t?cnicas de DRX, TG/DTG, FTIR, MEV/EDX, MET e adsor??o e dessor??o de N2. Os dados obtidos indicam que a estrutura, mesmo ap?s a modifica??o, apresentou resultados condizentes com os encontrados na literatura. Dentre as v?rias aplica??es dos HDL s foi realizado o estudo da adsor??o do CO2. A capacidade de adsor??o do material foi testada de acordo com o tempo de contato entre o adsorvente e o adsorbato, sendo esperado que os materiais tratados com template apresentassem um maior desempenho

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcelaNB_TESE.pdf: 4650032 bytes, checksum: 4b8ec547749f785718e5f099093fa925 (MD5) Previous issue date: 2013-09-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Intensive use of machinery and engines burning fuel dumps into the atmosphere huge amounts of carbon dioxide (CO2), causing the intensification of the greenhouse effect. Climate changes that are occurring in the world are directly related to emissions of greenhouse gases, mainly CO2, gases, mainly due to the excessive use of fossil fuels. The search for new technologies to minimize the environmental impacts of this phenomenon has been investigated. Sequestration of CO2 is one of the alternatives that can help minimize greenhouse gas emissions. The CO2 can be captured by the post-combustion technology, by adsorption using adsorbents selective for this purpose. With this objective, were synthesized by hydrothermal method at 100 ?C, the type mesoporous materials MCM - 41 and SBA-15. After the synthesis, the materials were submitted to a calcination step and subsequently functionalized with different amines (APTES, MEA, DEA and PEI) through reflux method. The samples functionalized with amines were tested for adsorption of CO2 in order to evaluate their adsorption capacities as well, were subjected to various analyzes of characterization in order to assess the efficiency of the method used for functionalization with amines. The physic-chemical techniques were used: X- ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption and desorption (BET/BJH), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), CNH Analysis, Thermogravimetry (TG/DTG) and photoelectron spectroscopy X-ray (XPS). The CO2 adsorption experiments were carried out under the following conditions: 100 mg of adsorbent, at 25 ?C under a flow of 100 ml/min of CO2, atmospheric pressure and the adsorption variation in time 10-210 min. The X-ray diffraction with the transmission electron micrographs for the samples synthesized and functionalized, MCM-41 and SBA-15 showed characteristic peaks of hexagonal mesoporous structure formation, showing the structure thereof was obtained. The method used was efficient reflux according to XPS and elemental analysis, which showed the presence of amines in the starting materials. The functionalized SBA -15 samples were those that had potential as best adsorbent for CO2 capture when compared with samples of MCM-41, obtaining the maximum adsorption capacity for SBA-15-P sample / A intensa utiliza??o de m?quinas e motores queimando combust?veis despeja na atmosfera imensas quantidades de di?xido de carbono (CO2), causando a intensifica??o do Efeito Estufa. As mudan?as clim?ticas que v?m ocorrendo no mundo est?o diretamente relacionadas ?s emiss?es de gases de efeito estufa, principalmente CO2, devido, sobretudo, ao uso excessivo de combust?veis f?sseis. A busca por novas tecnologias para minimizar os impactos ambientais decorrentes deste fen?meno vem sendo investigadas. O sequestro de CO2 ? uma das alternativas que pode ajudar a minimizar as emiss?es desses gases. O CO2 pode ser capturado pela tecnologia p?s-combust?o, atrav?s do processo de adsor??o, utilizando adsorventes seletivos para este fim. Com este objetivo, foram sintetizados, pelo m?todo hidrot?rmico a 100?C, materiais mesoporosos do tipo MCM-41 e SBA-15. Ap?s as s?nteses os materiais foram submetidos ? etapa de calcina??o e, posteriormente, funcionalizados com diferentes tipos de aminas (APTES, MEA, DEA e PEI), atrav?s do m?todo de refluxo. As amostras funcionalizadas com as aminas foram testadas nos ensaios de adsor??o de CO2 afim de avaliar suas capacidades de adsor??o, bem como, foram submetidas a diversas an?lises de caracteriza??o no intuito de avaliar a efici?ncia do m?todo utilizado para a funcionaliza??o com as aminas. As t?cnicas f?sico-qu?micas utilizadas foram: Difra??o de Raios-X (DRX), Adsor??o e Dessor??o de nitrog?nio (BET/BJH), Microscopia eletr?nica de varredura (MEV), Microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET), An?lise elementar CNH, Termogravimetria (TG/DTG) e Espectroscopia fotoeletr?nica de Raios-X (XPS). Os ensaios de adsor??o de CO2 foram realizados nas seguintes condi??es: 100 mg de adsorvente, temperatura de 25 ?C sob fluxo de 100 mL/min de CO2, press?o atmosf?rica e com varia??o no tempo de adsor??o de 10 a 210 min. Os difratogramas de Raios-X juntamente com as micrografias eletr?nicas de transmiss?o para as amostras sintetizadas e funcionalizadas, MCM-41 e SBA-15, apresentaram os picos caracter?sticos da forma??o de estrutura mesoporosa hexagonal, evidenciando que a estrutura do mesmo foi obtida. O m?todo de refluxo utilizado foi eficiente segundo as an?lises de elementar e XPS, na qual, mostrou a presen?a das aminas nos materiais de partida. As amostras funcionalizadas de SBA-15 foram as que tiveram melhor potencial como adsorvente para captura de CO2 quando comparadas com as amostras de MCM-41, obtendo a m?xima capacidade de adsor??o para a amostra SBA-15-P

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-10-10T14:17:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-10-16T16:50:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T16:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Ionic liquids (ILs) grafting in inorganic solids sorbents is a promising alternative to replace the usual separation process of carbon dioxide from natural gas currently performed using amines. ILs presents unique properties such as, low environmental impact, non-corrosion and process efficiency. The ILs 1,3-bis(3-trimethoxysilylpropyl)imidazolium chloride and 1-methyl-3-(3-trimethoxysilylpropyl)imidazolium chloride were immobilized in MCM-41 and MCMRH silica. The MCMRH was synthesized from rice husk. ILs chemical immobilization was carried out by grafting method, where covalent bonds are formed between silane and hydroxyl groups present in the support. Syntheses were carried out in toluene under nitrogen atmosphere to prevent the hydrolysis and condensation of methoxy groups in the silane structure. CO2 sorption capacity and selectivity for CO2/CH4 were evaluated after synthesis. ILs in concentrations of 10 and 20% were tested. The samples characterization by XPS, NMR, FTIR and TGA confirmed the formation of the proposed IL structures. Sorption and selectivity results showed that the immobilization reduces the CO2sorption capacity, however the selectivity of the materials was higher in relation to the pristine silica. Supports immobilized with ILs 1-methyl-3- (3-trimethoxysilylpropyl) imidazole chloride presented better performance. The observed selectivity increase was 25% when 10% of IL was supported on MCMRH silica. / A imobiliza??o de l?quidos i?nicos ? LIs em suportes inorg?nicos ? uma alternativa ao uso de aminas no processo de separa??o e captura do di?xido de carbono contido no g?s natural, pois possui vantagens ligadas ao aumento de vida ?til de equipamentos, efici?ncia de processo e impacto ambiental. Os LIs cloreto de 1,3-bis(3-trimetoxisililpropil)imidazol e cloreto de 1-metil-3-(3-trimetoxisililpropil)imidazol foram imobilizados na s?lica comercial MCM-41 e na s?lica sintetizada a partir da casca de arroz nomeada neste trabalho como MCMRH. A imobiliza??o qu?mica dos LIs foi realizada atrav?s da forma??o de liga??es covalentes entre grupos silanos na estrutura do l?quido i?nico e grupos hidroxila presentes nos suportes. As s?nteses foram realizadas em tolueno sob condi??es inertes para controle da hidr?lise e condensa??o de grupos metoxi na estrutura dos silanos. Ap?s a sua s?ntese, os suportes imobilizados com LIs tiveram sua capacidade de sor??o de CO2 e seletividade em rela??o a CO2/CH4 avaliadas. LIs em concentra??es de 20 e 10% foram testadas. A caracteriza??o das amostras por XPS, RMN, FTIR e TGA confirmaram a forma??o das estruturas dos LIs propostos e os resultados de sor??o e seletividade mostraram que a imobiliza??o reduz a capacidade de sor??o em rela??o ao CO2, entretanto a seletividade dos materiais foram maiores em rela??o aos suportes antes da imobiliza??o. Os suportes imobilizados com o LIs cloreto de 1-metil-3-(3-trimetoxisililpropil)imidazol tiveram melhor desempenho em rela??o aos demais, o aumento de seletividade observado foi de 25% no melhor caso, onde 10% de LI foi suportado na s?lica MCMRH.