Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 445009.pdf: 223720 bytes, checksum: d3c1269b971aa018e0749ec69ef77b3e (MD5) Previous issue date: 2012-10-31 / Commercial processes to capture CO2, are mostly, are based on chemical absorption by amine solutions, though this technique promotes the efficient CO2 separation this has disadvantages such as loss of volatile amines and their degradation. Alternatives have been studied for carbon capture and ionic liquids (RTILs) and poly (ionic liquids) - p(IL)s, are indicated in the literature as materials with a capacity to solubilize gases. In these studies CO2 shows has a high solubility in comparison to other gases, proving to be an alternative to carbon capture techniques already used industrially, in order to mitigate environmental impacts. This work aims to synthesize and characterize new poly(ionic liquid)s, and verify the CO2 solubility in these products, compared with modified RTILs and p(IL)s already presented in the literature. The p(IL)s synthesis were based on polyurethanes, because they present structures highly nitrogenous. The synthesized materials were characterized according to its structure, composition, thermal stability, and morphology by techniques such as FTIR, 1H-NMR, TGA, DSC, GPC and SEM. The CO2 solubility measurements were determined using a thermogravimetric microbalance high pressure (PTGA) at 25 ? C, as well as in a equilibrium cell for verifying the integrity of samples during the tests of solubility. In This study was observed better absorption capacity of the p(LI)s compared to the RTILs, demonstrating to be compatible with the literature, and the PUA-02a presented the best results, promising ones for use in CO2 capture. / Os processos para captura de CO2, na sua maioria, baseiam-se na absor??o qu?mica por solu??es de aminas, apesar desta t?cnica promover a separa??o eficiente do CO2, esta possui desvantagens como a perda de aminas vol?teis e a sua degrada??o. S?o estudadas alternativas para a captura de carbono e os l?quidos i?nicos (LIs) e poli(l?quidos i?nicos) - p(LI)s s?o apontados na literatura como materiais com capacidade de solubilizar gases. Nestes estudos o CO2 apresenta alta solubilidade em compara??o com outros gases, demonstrando ser uma alternativa para as t?cnicas de captura de carbono j? utilizadas industrialmente, visando a mitiga??o dos impactos ambientais. Este trabalho tem por objetivo sintetizar e caracterizar novos poli(l?quidos i?nicos), e verificar a solubilidade do CO2 nestes produtos, comparando com LIs modificados e p(LI)s j? apresentados na literatura. As s?nteses dos p(LI)s foram baseadas em poliuret?nos, por estes apresentarem estruturas altamente nitrogenadas. Os materiais sintetizados foram caracterizados quanto a sua estrutura, composi??o, estabilidade t?rmica e morfologia por t?cnicas de IV, RMN-1H, TGA, DSC, GPC e MEV. As medidas de solubilidade de CO2 foram determinadas empregando uma microbalan?a termogravim?trica de alta press?o (PTGA), na temperatura de 25 ?C, bem como em uma c? lula de equil?brio para verifica??o da integridade das amostras durante os testes de solubilidade. Neste estudo foi observado melhores capacidades de absor??o dos p(LI)s em rela??o aos LIs, demonstrando estarem compat?veis com a literatura, sendo o PUA-02a o que apresentou melhores resultados, promissores para uso em captura de CO2.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438224.pdf: 1468217 bytes, checksum: 1cc75facb0878abd664ee91accf541c4 (MD5) Previous issue date: 2012-03-26 / O aquecimento global devido ao aumento da concentra??o de CO2 na atmosfera, decorrente do crescente consumo de combust?veis f?sseis, tornou-se uma importante quest?o ambiental. O sequestro de CO2 a partir de grandes fontes emissoras ? sugerido como solu??o para este problema. Uma t?cnica que promova a separa??o eficiente de di?xido de carbono ? a chave para tornar o sequestro de carbono um processo economicamente vi?vel. Os atuais processos comerciais de captura de CO2 baseiam-se na absor??o qu?mica por solu??o de amina, este processo tem como desvantagem o elevado consumo de energia, degrada??o de aminas pela rea??o com impurezas, perda de aminas vol?teis e corros?o de equipamentos. Neste sentido, h? grande necessidade de desenvolvimento de novos materiais para separa??o eficiente de CO2. L?quidos i?nicos (LIs) t?m sido explorados como solventes para a separa??o de CO2 devido ? alta solubilidade deste g?s no LI. A solubilidade e seletividade do CO2 podem ser alteradas pela escolha do c?tion, ?nion, e substituintes dos l?quidos i?nicos. A literatura descreve que l?quidos i?nicos com grupamento OH na cadeia alqu?lica do c?tion promovem uma maior solubiliza??o do CO2 quando comparados com LIs sem a presen?a deste grupamento em sua cadeia, isto ocorre devido a forma??o de liga??o de hidrog?nio entre o hidrog?nio do grupamento OH do c?tion com o oxig?nio do CO2, al?m de promover a polariza??o do CO do di?xido de carbono, favorecendo sua intera??o com o ?nion halogenado. Este trabalho teve como objetivo a s?ntese de novos l?quidos i?nicos hidroxilados com maior capacidade de absor??o de CO2. O l?quido i?nico HEHPIM.Cl mostrou-se eficiente na solubiliza??o do g?s CO2, observando-se fra??es molares de CO2 a 35 ?C e press?o de 10 bar de aproximadamente 0,30.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 453098.pdf: 474247 bytes, checksum: 10fc86b156f20e478aff23c4bfac8b12 (MD5) Previous issue date: 2013-12-11 / The development of new materials for CO2 capture and transformation is of great importance to the use of fossil resources, preserving the environment. In this context, ionic liquids represent an environmentally friendly alternative, because they have negligible vapor pressure and can be reused. However, their CO2 absorption capacity not surpasses traditional solvents and their use as homogeneous catalysts in transformation processes of CO2 requires additional distillation process which increases the cost. Looking for enhance the application of ILs in these areas, in the present study were synthesized poly(ionic liquid)s (PILs) from polyurethane and the ionic liquid 1-butyl chloride-3-methylimidazolium (BMIM Cl), which were characterized structural (IR, NMR), thermal (DSC, TGA) and morphology (SEM); also nanoparticles of these were synthesized by multiple emulsification followed by solvent evaporation, and also characterized. These materials were evaluated in the process of CO2 capture and transformation of this gas in cyclic carbonate through cycloaddition reaction with propylene oxide. In capture assays, the PILs showed highest sorption capacity of CO2 than the IL precursor (BMIM Cl) and PU departure; the NP obtained for these, although they were obtained aggregated, showed faster rates of sorption. In the carbonation reactions PILs presented propylene oxide conversion values approximate to those obtained for BMIM Cl, moreover were easily separated by precipitation-filtration. Therefore, the PILs evaluated in this study showed positive results for its use in the process of capturing and processing CO2. / O desenvolvimento de novos materiais para captura e transforma??o de CO2 ? de grande import?ncia para o aproveitamento dos recursos f?sseis, preservando o meio ambiente. Neste contexto, os l?quidos i?nicos representam uma alternativa ambientalmente amig?vel, pois estes t?m press?o de vapor desprez?vel e podem ser reutilizados. Contudo, a sua capacidade de absor??o de CO2 ainda n?o supera os solventes tradicionais e sua aplica??o como catalisadores homog?neos na transforma??o de CO2 requer processos adicionais de destila??o o qual encarece o processo. Buscando potencializar a aplica??o dos LIs nestas ?reas, no presente trabalho foram sintetizados poli(l?quidos i?nicos) (PLIs), a partir de poliuretano e o liquido i?nico cloreto de 1-butil-3-metil imidazolio (BMIM Cl), os quais foram caracterizados estrutural (IV, RMN), t?rmica (DSC, TGA) e morfologicamente (MEV); al?m disso, foram sintetizadas nanopart?culas destes PLIs, mediante emulsifica??o m?ltipla seguida de evapora??o de solvente, e caracterizadas igualmente. Estes materiais foram avaliados nos processos de captura de CO2 e transforma??o deste g?s em carbonato c?clico, mediante rea??o de cicloadi??o com oxido de propileno. Nos ensaios de captura, os poli(l?quidos i?nicos) apresentaram maior capacidade de sor??o de CO2 do que o LI precursor (BMIM Cl) e o PU de partida; as NP obtidas destes, embora tenham sido obtidas agregadas, apresentaram taxas de sor??o mais r?pidas. Nas rea??es de carbonata??o os PLIs apresentaram valores de convers?o de oxido de propileno aproximados aos obtidos para o BMIM Cl, alem disso foram facilmente separados por precipita??o-filtra??o. Por tanto, os PLIs avaliados neste estudo apresentaram resultados favor?veis para seu uso nos processos de captura e transforma??o de CO2.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 456126.pdf: 4635087 bytes, checksum: 35e00a2825acb60a04e5085333af1dd5 (MD5) Previous issue date: 2014-03-11 / The carbon capture and storage technologies are listed among the important strategies for reducing the CO2 emissions and mitigate climate change in a fossil fuel dependant world. Among CO2 capture techniques, chemical absorption process which uses aqueous amines solutions has been extensively studied and used in the industry for decades. However, this process has a number of drawbacks. In order to deal with the great number of drawbacks caused by amines, recently, mixtures of aqueous amine solutions and ILs (Ionic Liquids) have been appointed as potencial solvents for CO2 capture, because allow to combine the properties and benefits of ILs with gas absorption capacity of aqueous amine solutions. In this work, carbon steel corrosion behavior in mixtures of aqueous amines solutions (MEA or MDEA) and 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [bmim] [BF4] in typical conditions of temperature and pressure of CO2 capture process (45 ?C and 27 bar) was investigated. The corrosion rate was determined by weight loss measurements. The chemical composition, morphology and characteristics of the corrosion product scales formed on the surface of steel were analyzed by using surface techniques (SEM and EDS). The properties of the corrosion product scales were also evaluated by potentiodynamic polarization technique. The CO2 absorption was measured at 45 ?C and pressures from 1 to 27 bar using a Magnetic Suspension Balance (MSB). The results showed that the addition of 10 % of [bmim] [BF4] in weight at the aqueous amine solutions can provide a feasible and efficiently opportunity for CO2 capture, because in MEA (M0), a considerably decrease of 72% on the corrosion rate was observed and the CO2 absorption values were close to the ones obtained for MDEA (MD0), whereas for MDEA (MD0), the addition of 10 % of [bmim] [BF4] did not change considerably the CO2 absorption and also the corrosion rate decreased (26%). / Tecnologias de captura e armazenamento de carbono s?o apontadas como uma das principais tecnologias para reduzir as emiss?es de CO2 e mitigar o efeito das mudan?as clim?ticas. Entre as t?cnicas de captura de CO2, o processo de absor??o qu?mica que utilizam as solu??es aquosas de aminas tem sido extensivamente estudado e utilizado por d?cadas. No entanto, estes processos apresentam uma s?rie de inconvenientes. A fim de lidar com estes inconvenientes, recentemente, misturas de solu??es de amina aquosas e LIs (L?quidos I?nicos) tem sido apontado como solventes potenciais para captura, pois permitem combinar as propriedades e os benef?cios de LIs com capacidade de absor??o de g?s das solu??es aquosas de amina. Neste trabalho foi investigado o comportamento de corros?o do a?o carbono em misturas de solu??es aquosas de aminas (MEA ou MDEA) e [bmim] [BF4] em condi??es t?picas de press?o e temperatura (45 ?C e 27 bar) empregadas em plantas de captura de CO2, bem como o efeito da adi??o de LIs em solu??es aquosas de aminas sobre a capacidade de absor??o do CO2. A taxa de corros?o foi determinada por medidas de perda de massa. A composi??o qu?mica, a morfologia e as caracter?sticas dos filmes de produtos de corros?o formados foram analisados usando t?cnicas de superf?cie (MEV e EDS). As propriedades dos filmes de produtos de corros?o tamb?m foram avaliadas pela t?cnica de polariza??o potenciodin?mica. A absor??o de CO2 foi medida a 45 ? C e press?es de 1-27 bar, usando uma balan?a de suspens?o magn?tica (MSB). Os resultados mostraram que a adi??o de 10% de [bmim] [BF4] em massa nas solu??es aquosas de aminas pode proporcionar um solvente vi?vel e eficiente para a captura, pois na MEA (M0) foi observado uma redu??o consider?vel na taxa de corros?o (72%) e os valores de absor??o de CO2 ficaram pr?ximos aos obtido para MDEA (MD0), enquanto que para MDEA (MD0), a adi??o de 10 % de [bmim] [BF4] n?o alterou consideravelmente a absor??o de CO2 e tamb?m proporcionou a redu??o de 26% na taxas de corros?o.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 461415.pdf: 6198256 bytes, checksum: 6cdd5f041ea076372230494bb7dfd45b (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / The study to new materials for CO2 capture indicates as an option, the use of ionic liquids as solvents for absorption, because they are compounds in which CO2 has a preferential solubility. Ionic liquids immobilized in mesoporous materials may present an advantageous combination in selective capture. Thus, the objective of the doctoral thesis is to synthesize and characterize structures of ionic liquids supported on mesoporous materials, checking the capacity of CO2 adsorption on these materials and the application of these materials as heterogeneous catalysts in the synthesis of propylene carbonate via cycloaddition with CO2. Ionics liquids were formed by the cation 1-methyl-3-(3-trimethoxysylilpropyl) imidazolium and supported with differents concentrations of IL via grafting in mesoporous material type MCM-41 and sol-gel process, change of the anion was performed only after the immobilization [Cl]- to [BF4]-, [PF6]- and [Tf2N]-. The characterization of materials was performed by infrared spectroscopy, solid state NMR, thermal analysis (TGA), scanning electronic microscopy, X-ray diffraction (DRX) and N2 adsorption. Lastly, assessment of CO2 adsorption was done through microbalance thermogravimetric (PTGA) trials. Results of the CO2 adsorption from the IL immobilized on MCM-41, shows that LICLM50 has the better adsorbent ability, 0.11 g CO2/ g adsorbent, and xerogel, LICLX20 gave 0.35 g CO2/ g adsorbent at 10 bar. As for the use in heterogeneous catalysis with supported ILs, maximum conversion obtained was 67 % with 82 % of selectivity for LICLM50. These materials have shown good ability to adsorb CO2 and, when used as catalysts for conversion of CO2 in cycloaddition reactions, they are well behaved and therefore favorable to employment in catalysis. / O estudo de novos materiais para a captura de CO2 aponta como uma op??o, o uso de l?quidos i?nicos como solventes para absor??o, pois s?o compostos nos quais o CO2 apresenta uma solubilidade preferencial. Imobilizar l?quidos i?nicos em materiais mesoporosos pode ser uma combina??o mais vantajosa na captura seletiva. Desta maneira, o objetivo desta tese de doutorado consiste em sintetizar e caracterizar estruturas de l?quidos i?nicos suportados em materiais mesoporosos, verificar a capacidade de adsor??o de CO2 nestes materiais, bem como aplicar estes materiais como catalisadores heterog?neos na s?ntese de carbonato de propileno via cicloadi??o com CO2. Os l?quidos i?nicos foram formados pelo c?tion 1-metil-3-(3-trimetoxissililpropil) imidaz?lio e suportados com concentra??es diferentes de LI via ancoragem em material mesoporoso tipo MCM-41 e via sol-gel, somente ap?s a imobiliza??o foi realizada a troca do ?nion [Cl]- para [BF4]-, [PF6]- e [Tf2N]-. A caracteriza??o dos materiais foi feita por t?cnicas de FTIR, RMN de estado s?lido, an?lises t?rmicas (TGA), microscopia eletr?nica de varredura, difra??o de raios-X (DRX) e adsor??o de N2 (BET). Por ?ltimo, foi feita a avalia??o quanto ? adsor??o de CO2 atrav?s de ensaios em microbalan?a termogravim?trica (PTGA). Os resultados de adsor??o de CO2 entre os imobilizados em MCM-41, LICLM50 apresenta melhor capacidade 0,11 g CO2/g adsorvente e, em xerogel, LICLX20 0,35 g CO2/g adsorvente, a 10 bar. Quanto ao uso em cat?lise heterog?nea com LIs suportados a convers?o m?xima obtida foi de 67 % e a seletividade de 82 % com LICLM50. Estes materiais apresentaram boa capacidade em adsorver o CO2 e, quando utilizados como catalisadores em rea??es de cicloadi??o para convers?o do CO2, tamb?m se portaram favor?veis ao emprego em cat?lise.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2018-03-20T12:48:02Z No. of bitstreams: 1 TES_FRANCIELE_LONGARAY_BERNARD_COMPLETO.pdf: 17333180 bytes, checksum: 6f6ae39e41d9b7401e67b5584c39ee93 (MD5) / Approved for entry into archive by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2018-03-20T12:58:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TES_FRANCIELE_LONGARAY_BERNARD_COMPLETO.pdf: 17333180 bytes, checksum: 6f6ae39e41d9b7401e67b5584c39ee93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T12:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_FRANCIELE_LONGARAY_BERNARD_COMPLETO.pdf: 17333180 bytes, checksum: 6f6ae39e41d9b7401e67b5584c39ee93 (MD5) Previous issue date: 2017-06-14 / The development of low-cost materials with intelligent design to be used in CO2 separation from flue gases is one of the main research focuses in this field. Absorption using amines solutions as solvents have been extensively studied and used in industry for decades. However, solvent degradation, equipment corrosion, and the high regeneration energy penalty are the main problems in this process. Poly(ionic liquids) (PILs) or supported amines has been pointed as promising materials for CO2 capture. PILs combine the useful features of ionic liquid (IL), such as affinity for CO2, thermal and chemical stability and adjustable properties, allied to the intrinsic polymer properties. Adsorption using amine supported in solid sorbents offers advantages such as easy handling, thermal stability, elimination of corrosion processes, low regeneration energy, lower operating costs and fast kinetics. In this work, synthetic based (polyurethane) as well natural based (cellulose from rice husk) poly(ionic liquids) were synthesized. Aiming to compare amines and polyetheramines, both were also supported in cellulose extracted from rice husk. The obtained materials were characterized by FTIR, NMR, XDR, TGA, DSC, GPC, AFM, MEV-FEG and PTGA or decay pressure cell in order to evaluate their structure, thermal stability, morphology and sorption capacity. Computational simulation was also performed in order to investigate the interaction of CO2 with functional groups present in the synthesized materials. Among all synthesized materials cellulosic PLIs CL-TBA e [CelEt3N][PF6] and PU-imide based PIL HPIL-02-TBA presented higher CO2 affinity allied to good thermal stability and reusability. / O desenvolvimento de materiais de baixo custo e com design inteligente para a separa??o de CO2 de gases exaustos ? um dos principais focos de pesquisa na atualidade. A absor??o qu?mica utilizando solu??es aquosas de aminas como solventes tem sido extensivamente estudada e utilizada na ind?stria h? d?cadas. No entanto, a degrada??o do solvente, a corros?o de equipamentos e o elevado consumo energ?tico necess?rio para etapa de regenera??o s?o os principais problemas relacionados ao uso destes solventes. Poli (l?quidos i?nicos) (PLIs) e aminas suportadas t?m sido apontados como materiais promissores para captura de CO2. PLIs combinam as caracter?sticas ?teis dos l?quidos i?nicos (LIs) tais como a seletividade ao CO2, propriedades ajust?veis, estabilidade qu?mica e t?rmica com as propriedades dos pol?meros. A adsor??o usando aminas suportadas em s?lidos oferece vantagens, como por exemplo: a facilidade de manuseio, estabilidade t?rmica, elimina??o do processo de corros?o dos equipamentos, baixo consumo de energia na etapa de regenera??o, baixo custo operacional e cin?tica r?pida. Neste trabalho, foram sintetizados PLIs baseados em pol?meros sint?ticos (poliuretano) e naturais (celulose extra?da da casca de arroz). A fim de comparar aminas e polieteraminas, estas tamb?m foram suportadas em celulose extra?da da casca de arroz. Os materiais obtidos foram caracterizados por FTIR, RMN, DRX, TGA, DSC, GPC e AFM e MEV-FEG, PTGA ou c?lula de decaimento de press?o. Estudos com simula??es computacionais tamb?m foram realizados com o prop?sito de investigar a intera??o do CO2 e os grupos funcionais presentes nos materiais sintetizados. Dentre todos os materiais sintetizados neste trabalho, os PLIs celul?sicos CL-TBA e [CelEt3N][PF6] e com o PLI base PU-imida HPIL-02-TBA demostraram maior afinidade pelo CO2, aliado a boa estabilidade t?rmica e reciclabilidade.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-08-25T11:59:39Z No. of bitstreams: 1 474057 - Texto Completo.pdf: 1517260 bytes, checksum: 1d622d94e3f6f6c0eb26eeb6bbca2dc8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-25T11:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 474057 - Texto Completo.pdf: 1517260 bytes, checksum: 1d622d94e3f6f6c0eb26eeb6bbca2dc8 (MD5) Previous issue date: 2015-08-06 / The need for the synthesis improvement resulting in process less aggressive to the environment and the use of reusable raw materials are some of the principles of Green Chemistry. Thus, the goal of this work was to study an alternative route of dimethyl carbonate synthesis from CO2, using the working conditions of a CO2 capture plant for the pre-combustion process. Different ionic liquid imidazolium and pyridine cations combined with the anions [Cl]-, [BF4]-, [PF6]-, and [NTf2]- were tested as catalysts. The characterization of the produced ionic liquid was carried out using infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR) and nuclear magnetic resonance spectroscopy of proton (1H-NMR) confirming that the structure of these materials. The purity was determined by assay of the residual chlorides. For the dimethyl carbonate identification and quantification a gas chromatography equipped with a flame ionization detector (GC-FID) was used.For optimizing synthesis parameters were tested the temperatures of 140 ?C and 175 ?C and reaction time of 12 h, 24 h and 48 h, as well as changes in the cation of the ionic liquids with addition of branching and decreased of alkyl side chain. Herewith the results of methanol conversion and selectivity for DMC showed that these materials can be used as catalysts, but the use of a drying agent to overpass the thermodynamics barrier of the reaction is critical. The most important anions for this synthesis follow the order [BF4]- > [Cl]- > [PF6]- > [NTf2]- for both cations in DMC synthesis. The methanol conversion is maintained constant for all ILs, but the selectivity for dimethyl carbonate reached 81% when [bmim][BF4] was used as catalyst and the loss of this activity after 5 recycles is 8,5 %. / A necessidade de aperfei?oamento de s?nteses menos agressivas ao meio ambiente e a utiliza??o de insumos reutiliz?veis s?o alguns dos princ?pios da Qu?mica Verde. Sendo assim, neste trabalho foi estudada uma rota alternativa de s?ntese do carbonato de dimetila (DMC) a partir do CO2, utilizando as condi??es de trabalho de uma planta de captura de CO2 pelo processo de pr?-combust?o. Diferentes l?quidos i?nicos de c?tions imidaz?lios e pirid?nicos com ?nions [Cl]-, [BF4]-, [PF6]- e [NTf2]- foram testados como catalisadores. A caracteriza??o dos l?quidos i?nicos produzidos foi poss?vel com a utiliza??o de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de resson?ncia magn?tica nuclear de pr?ton (1H-RMN) que comprovaram a estrutura destes materiais. A pureza foi determinada atrav?s do ensaio residual de cloretos. Para o carbonato de dimetila, a identifica??o e quantifica??o foram realizadas por cromatografia gasosa equipada com um detector de ioniza??o de chama (CG-FID).Para otimiza??o dos par?metros de s?ntese foram testadas vari?veis de temperatura de 140 ?C e 175 ?C e tempo de rea??o de 12 h, 24 h e 48 h, assim como varia??es no c?tion dos l?quidos i?nicos com adi??o de ramifica??es e diminui??o da cadeia lateral alquila. Com isto os resultados de convers?o de metanol e seletividade para DMC demonstraram que estes materiais podem ser utilizados como catalisadores, mas que ? fundamental a utiliza??o de um agente secante para transpor a barreira termodin?mica da rea??o. Os ?nions mais relevantes para esta s?ntese seguem a seguinte ordem [BF4]- > [Cl]- > [PF6]- > [NTf2]- para ambos os c?tions na seletividade para DMC. A convers?o de metanol se mant?m constante para todos os LIs, mas a seletividade para carbonato de dimetila chegou a 81 % quando utilizando o [bmim][BF4] como catalisador e a perda de atividade ap?s 5 reciclos ? de 8,5 %.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-11-26T11:03:21Z No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-11-27T16:37:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-27T16:43:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / An efficient and low-cost strategy in the search for processes for the separation of CO2 from the natural gas is the physical immobilization of the ionic liquids (ILs) in solid materials. Mesoporous silicas are interesting materials to be used as supports because they have high surface area and pore volume. Besides that, the ionic liquids have been studied and appointed as a potential substitute for the commercial solvents, due to their characteristics and the possibility of combining a selection of anions and cations. In this case, anions having direct interference in the sorption capacity. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of the physical immobilization of two ionic liquids with different anions (bmim [Cl] and bmim [OAc]) on two mesoporous supports (commercial silica SBA-15 and silica extracted from rice husk) for the separation of CO2 from the natural gas through the experimental determination of CO2 sorption, selectivity (CO2/CH4) and sorption kinetics. The results have shown that pure solid supports have the greatest sorption capacity of CO2 when compared to immobilized. However, the CO2 removal efficiency in the CO2/CH4 mixture of the immobilized supports (evaluated by the selectivity) improves considerably. The best selectivity results were obtained for supports immobilized with the IL bmim[Cl] and the contribuition of SIL-Cl (3.03 ? 0.12) to separation performance (CO2/CH4) is similar to SBA-Cl (3.29 ? 0.39). The materials supported with ionic liquids have also presented fastest sorption kinetics when compared to the pure ILs. Also, the SIL-Cl was the most interesting combination of support and ionic liquid, when considering these parameters and the cost. / Uma estrat?gia interessante na busca de processos para separa??o de CO2 do g?s natural mais eficiente e de baixo custo ? a imobiliza??o f?sica de l?quidos i?nicos (LIs) em materiais s?lidos. As s?licas mesoporosas s?o materiais interessantes para a utiliza??o como suportes, pois apresentam grande ?rea superficial e volume de poros, j? os l?quidos i?nicos v?m sendo estudados e apontados como potencial substituinte aos solventes comerciais, devido a suas caracter?sticas e possibilidade de combina??o atrav?s da escolha de c?tions e ?nions, sendo que os ?nions t?m interfer?ncia direta na capacidade de sor??o. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da imobiliza??o f?sica de dois l?quidos i?nicos com ?nions diferentes (bmim[Cl] e bmim[OAc]) em dois suportes mesoporosos (s?lica comercial SBA-15 e s?lica extra?da da casca de arroz) para separa??o de CO2 do g?s natural atrav?s da determina??o experimental da sor??o de CO2, seletividade (CO2/CH4) e cin?tica de sor??o. Os resultados mostraram que os suportes s?lidos puros tem a maior capacidade de sor??o do CO2 quando comparados com os imobilizados, entretanto a efici?ncia de remo??o do CO2 na mistura CO2/CH4 (avaliada pela seletividade) dos suportes imobilizados melhora consideravelmente. Os melhores resultados de seletividade foram obtidos com os suportes imobilizados com o LI bmim[Cl] e a contribui??o de SIL-Cl (3,03 ? 0,12) para a separa??o (CO2/CH4) foi similar a SBA-Cl (3,29 ? 0,39). Os materiais suportados com l?quidos i?nicos tamb?m apresentaram cin?tica de sor??o r?pida quando comparados com os LIs puros, sendo SIL-Cl a combina??o mais interessante de suporte e l?quido i?nico, considerando estes par?metros e o custo.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-11-28T12:43:18Z No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-11-29T10:34:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T10:54:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / An efficient and low-cost strategy in the search for processes for the separation of CO2 from the natural gas is the physical immobilization of the ionic liquids (ILs) in solid materials. Mesoporous silicas are interesting materials to be used as supports because they have high surface area and pore volume. Besides that, the ionic liquids have been studied and appointed as a potential substitute for the commercial solvents, due to their characteristics and the possibility of combining a selection of anions and cations. In this case, anions having direct interference in the sorption capacity. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of the physical immobilization of two ionic liquids with different anions (bmim [Cl] and bmim [OAc]) on two mesoporous supports (commercial silica SBA-15 and silica extracted from rice husk) for the separation of CO2 from the natural gas through the experimental determination of CO2 sorption, selectivity (CO2/CH4) and sorption kinetics. The results have shown that pure solid supports have the greatest sorption capacity of CO2 when compared to immobilized. However, the CO2 removal efficiency in the CO2/CH4 mixture of the immobilized supports (evaluated by the selectivity) improves considerably. The best selectivity results were obtained for supports immobilized with the IL bmim[Cl] and the contribuition of SIL-Cl (3.03 ? 0.12) to separation performance (CO2/CH4) is similar to SBA-Cl (3.29 ? 0.39). The materials supported with ionic liquids have also presented fastest sorption kinetics when compared to the pure ILs. Also, the SIL-Cl was the most interesting combination of support and ionic liquid, when considering these parameters and the cost. / Uma estrat?gia interessante na busca de processos para separa??o de CO2 do g?s natural mais eficiente e de baixo custo ? a imobiliza??o f?sica de l?quidos i?nicos (LIs) em materiais s?lidos. As s?licas mesoporosas s?o materiais interessantes para a utiliza??o como suportes, pois apresentam grande ?rea superficial e volume de poros, j? os l?quidos i?nicos v?m sendo estudados e apontados como potencial substituinte aos solventes comerciais, devido a suas caracter?sticas e possibilidade de combina??o atrav?s da escolha de c?tions e ?nions, sendo que os ?nions t?m interfer?ncia direta na capacidade de sor??o. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da imobiliza??o f?sica de dois l?quidos i?nicos com ?nions diferentes (bmim[Cl] e bmim[OAc]) em dois suportes mesoporosos (s?lica comercial SBA-15 e s?lica extra?da da casca de arroz) para separa??o de CO2 do g?s natural atrav?s da determina??o experimental da sor??o de CO2, seletividade (CO2/CH4) e cin?tica de sor??o. Os resultados mostraram que os suportes s?lidos puros tem a maior capacidade de sor??o do CO2 quando comparados com os imobilizados, entretanto a efici?ncia de remo??o do CO2 na mistura CO2/CH4 (avaliada pela seletividade) dos suportes imobilizados melhora consideravelmente. Os melhores resultados de seletividade foram obtidos com os suportes imobilizados com o LI bmim[Cl] e a contribui??o de SIL-Cl (3,03 ? 0,12) para a separa??o (CO2/CH4) foi similar a SBA-Cl (3,29 ? 0,39). Os materiais suportados com l?quidos i?nicos tamb?m apresentaram cin?tica de sor??o r?pida quando comparados com os LIs puros, sendo SIL-Cl a combina??o mais interessante de suporte e l?quido i?nico, considerando estes par?metros e o custo.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T13:47:33Z No. of bitstreams: 1 DIS_ANDRE_LUIZ_ANTON_DE_SOUZA_COMPLETO.pdf: 1015461 bytes, checksum: 70dfda26cefa98999779334ff862f5c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T13:47:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_ANDRE_LUIZ_ANTON_DE_SOUZA_COMPLETO.pdf: 1015461 bytes, checksum: 70dfda26cefa98999779334ff862f5c0 (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / In recent years the scientific community has a growing interest in studying environmentally friendly agents sorption of carbon dioxide to be used in substitution of chemical solvents based on amines. Among the technologies studied for this purpose are those which use Ionic liquids that have the advantage of having very low vapor pressures, higher density than water, a low melting point and a desorption low energy; These qualities that make them environmentally friendly solvents, compared with volatile organic solvents. Moreover ionic liquids are chemically and thermally stable and can be used at relatively high temperatures, its physical-chemical properties can be designed by varying the substitutive groups of the cation or the combined ion. These characteristics make ionic liquids potentially important for the development of new processes focused on the mitigation of global warming. Otherwise the ionic liquids have a high viscosity, they are expensive making them economically unfeasible for use in conventional processes with liquid gas absorption columns. On the other side are available in the market the bubble glass that have several applications in the industry, have low cost, high chemical and physical resistance. This work evaluated in isochoric saturation cell, the carbon dioxide solubility in mixed systems with boron silicate bubble glass, with volumetric concentrations of 5% to 50%, in the ionic liquids [Bmim][BF4] and [mBmim] [NTf2] as well as with pure ionic liquids. Data are reported at 27 Bar pressure and at temperatures 303, 313, and 323 K. Mixed systems with 50% concentration of bubble glass showed the best results of sorption and cost for both ionic liquids. / Nos ?ltimos anos existe na comunidade cient?fica um crescente interesse em estudar agentes de sor??o de di?xido de carbono ambientalmente amig?veis para serem utilizados em substitui??o aos solventes qu?micos baseados em aminas. Entre as tecnologias estudadas para este fim est?o aquelas que utilizam os l?quidos I?nicos (LI). Estes compostos apresentam como caracter?stica diferencial baix?ssima press?o de vapor, densidade maior que a da ?gua, baixo ponto de fus?o e baixa energia de regenera??o; qualidades estas que os tornam solventes ambientalmente amig?veis quando comparados com os solventes org?nicos vol?teis. Por?m a alta viscosidade e custo limitam o uso dos Lis. Estudos realizados com sistemas mistos de LIs e part?culas s?lidas tem mostrado que tais part?culas podem potencializar a a??o dos Lis, assim se identificou as microesferas de vidro, dispon?veis no mercado, onde possuem diversas aplica??es na ind?stria, baixo custo, alta resist?ncia qu?mica e f?sica. Neste trabalho foram avaliados sistemas mistos (Lis + microesferas de vidro boro silicato) visando melhorar as propriedades dos Lis. Para avaliar estes novos sistemas foram obtidos em c?lula de satura??o isoc?rica, dados experimentais de solubilidade do di?xido de carbono, nas concentra??es volum?tricas de 5% a 50%. Foram avaliados os LIs [Bmim] [BF4] e [mBmim] [NTf2] para obter os sistemas mistos, assim como puros. Os dados s?o reportados na press?o de 27 Bar e nas temperaturas 303, 313, e 323 K. Os sistemas mistos com concentra??o de 50% de microesferas apresentaram os melhores resultados combinados de capacidade de sor??o e custo para ambos os l?quidos i?nicos.