CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Ionic liquids are compounds of considerable interest due to their unique physicochemical properties. A detailed knowledge of these properties is of great importance. In particular, the liquid density is a very important property required in many design problems and, therefore, in process simulation . Experimental measurements of this property is not viable for all the existing ionic liquids . Therefore, development of new methods for its estimation is essential. In this work , a new group contribution model capable of estimating ionic liquids density over a wide range of temperatur e (251.62 â 473. 15 K) is proposed. This method ( â GCVOL - IL â ) is an extension of a reliable existing method ( âGCVOL - OL - 60â ) able to estimate the same property for organic molecular compounds at several temperatures and atmospheric pressure . Estimation of density at higher pressures (up to 300 MPa) was performed by the use of a Tait - type equation. A large databank containing 21845 experimental density data for 863 pure ionic liquids and 994 experimental data for 15 different binary mixtures of these com pounds has been applied in the development of this work . The results presented indicated that the model was able to estimate the volumetric behavior (T, P, ρ ) of various ionic liquids ( including policationic species) and of binary mixtures containing these compounds (x, T, ρ ) . The method has been compared to the best existing group contribution models able to estimate the same property. The analysis of different criteria encourage s the application and implementation of the proposed method in process simulators. / LÃquidos iÃnicos sÃo compostos possuidores de uma sÃrie de caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas desejÃveis para diferentes aplicaÃÃes industriais. O conhecimento das suas propriedades, sobretudo da massa especÃfica, à fundamental para que eles sejam aplicados em simuladores de processos. A determinaÃÃo experimental de tal propriedade à impraticÃvel para todos os lÃquidos iÃnicos existentes, de forma que mÃtodos capazes de estima-las sÃo requeridos. Neste trabalho, à apresentado um novo mÃtodo de contribuiÃÃo de grupos capaz de estimar a massa especÃfica dessa classe de compostos em um amplo intervalo de temperatura (251,62 â 473,15 K), o qual foi denominado âGCVOL-ILâ. O mÃtodo proposto à uma extensÃo do modelo âGCVOL-OL-60â, o qual à capaz de estimar satisfatoriamente a massa especÃfica de compostos orgÃnicos moleculares a diferentes temperaturas e à pressÃo atmosfÃrica. A estimativa da massa especÃfica a altas pressÃes (atà 300 MPa) foi realizada por meio de uma equaÃÃo do tipo Tait. Para o desenvolvimento deste trabalho, foi criado um banco de dados, composto de 21845 dados experimentais de massa especÃfica para 863 diferentes lÃquidos iÃnicos puros alÃm de 994 dados experimentais para misturas binÃrias contendo compostos dessa classe. Os resultados obtidos indicam que o modelo proposto foi capaz de estimar satisfatoriamente o comportamento volumÃtrico (T, P, ρ) de uma grande variedade de lÃquidos iÃnicos puros (incluindo espÃcies policatiÃnicas), bem como o comportamento (x, T, ρ) das misturas binÃrias estudadas. Na etapa final do trabalho, o mÃtodo foi comparado com os trÃs melhores modelos de mesma natureza existentes na literatura. A anÃlise de uma sÃrie de critÃrios indicou que o mÃtodo à competitivo frente aos existentes, o que encoraja sua utilizaÃÃo e implementaÃÃo em simuladores de processos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A separaÃÃo de CO2 a partir de misturas gasosas industriais consiste em um importante tema tanto do ponto de vista cientÃfico quanto ambiental. O interesse suscitado pelo tema està diretamente relacionado à problemÃtica da presenÃa do diÃxido de carbono tanto nos gases de combustÃo (flue gas) quanto no gÃs natural (GN) e biogÃs. A absorÃÃo usando aminas à uma tecnologia madura que tem sido utilizado na indÃstria do gÃs natural para remoÃÃo de CO2. No entanto, apresenta algumas desvantagens, tais como corrosÃo dos equipamentos e alto consumo de energia para regenerar o absorvente. LÃquidos iÃnicos (LIs) tÃm sido propostos como uma alternativa aos solventes orgÃnicos, devido à baixa volatilidade e elevada solubilidade do CO2. Contudo, o seu elevado custo limita sua aplicaÃÃo em processos de separaÃÃo industriais por absorÃÃo. Neste contexto, a impregnaÃÃo de pequenas quantidades de LIs em suportes porosos tÃm sido recentemente reportada para prÃpositos de captura de CO2. Estruturas metalorgÃnicas tÃm sido apontadas como um adsorvente adequado devido a sua elevada capacidade de adsorÃÃo de CO2 e à possibilidade de acomodar molÃculas que lhes confiram novas funcionalidades. Neste trabalho, investigamos a adsorÃÃo de CO2 na estrutura metalorgÃnica Cu-BTC impregnada com lÃquidos iÃnicos por tÃcnicas experimentais e de simulaÃÃo molecular. Os lÃquidos iÃnicos utilizados para impregnaÃÃo foram o hexafluorofosfato de 1-butil-3- metilimidazÃlio (BMIM-PF6) e o bis(trifluorometilsulfonil)-imida de 1-butil-3-metilimidazÃlio (BMIM-Tf2N). No Ãmbito experimental, amostras comerciais de Cu-BTC foram impregnadas com LIs em diversas concentraÃÃes em peso (1, 5 e 10 wt%). Os materiais impregnados foram caracterizados por diversas tÃcnicas de caracterizaÃÃo e avaliados em relaÃÃo a adsorÃÃo de CO2. Os resultados mostraram que a impregnaÃÃo de LIs em Cu-BTC reduz a capacidade de adsorÃÃo de CO2, contrariamente ao que foi predito por simulaÃÃo molecular em trabalhos prÃvios. No contexto da simulaÃÃo molecular, foram realizadas simulaÃÃes de impregnaÃÃo para gerar estruturas impregnadas com diferentes quantidades de LI. SimulaÃÃes de adsorÃÃo de CO2, CH4 e N2 nas estruturas geradas foram realizadas utilizando o ensemble Grande CanÃnico (μVT) para avaliar a presenÃa de LI na estrutura da Cu-BTC. Observou-se que a presenÃa de LI em vÃrias concentraÃÃes aumentou a capacidade adsortiva de CO2 a baixas pressÃes (atà ~ 3 bar), enquanto a adsorÃÃo dos outros gases nÃo foi significativamente alterada. Contudo, a baixas concentraÃÃes impregnada (5 %wt), a adsorÃÃo de CO2 nÃo foi sensÃvel à presenÃa do LI. Por outro lado, quando foi aumentada a quantidade de LI impregnada em nossos experimentos, houve uma rÃpida degradaÃÃo das propriedades texturais do material, conforme observado para amostra impregnada com 10 wt% de BMIM-PF6. Assim, aparentemente, os poros da Cu-BTC sÃo pequenos para incorporar lÃquidos iÃnicos nas concentraÃÃes que teoricamente levariam a maiores quantidades adsorvidas de CO2. / A separaÃÃo de CO2 a partir de misturas gasosas industriais consiste em um importante tema tanto do ponto de vista cientÃfico quanto ambiental. O interesse suscitado pelo tema està diretamente relacionado à problemÃtica da presenÃa do diÃxido de carbono tanto nos gases de combustÃo (flue gas) quanto no gÃs natural (GN) e biogÃs. A absorÃÃo usando aminas à uma tecnologia madura que tem sido utilizado na indÃstria do gÃs natural para remoÃÃo de CO2. No entanto, apresenta algumas desvantagens, tais como corrosÃo dos equipamentos e alto consumo de energia para regenerar o absorvente. LÃquidos iÃnicos (LIs) tÃm sido propostos como uma alternativa aos solventes orgÃnicos, devido à baixa volatilidade e elevada solubilidade do CO2. Contudo, o seu elevado custo limita sua aplicaÃÃo em processos de separaÃÃo industriais por absorÃÃo. Neste contexto, a impregnaÃÃo de pequenas quantidades de LIs em suportes porosos tÃm sido recentemente reportada para prÃpositos de captura de CO2. Estruturas metalorgÃnicas tÃm sido apontadas como um adsorvente adequado devido a sua elevada capacidade de adsorÃÃo de CO2 e à possibilidade de acomodar molÃculas que lhes confiram novas funcionalidades. Neste trabalho, investigamos a adsorÃÃo de CO2 na estrutura metalorgÃnica Cu-BTC impregnada com lÃquidos iÃnicos por tÃcnicas experimentais e de simulaÃÃo molecular. Os lÃquidos iÃnicos utilizados para impregnaÃÃo foram o hexafluorofosfato de 1-butil-3- metilimidazÃlio (BMIM-PF6) e o bis(trifluorometilsulfonil)-imida de 1-butil-3-metilimidazÃlio (BMIM-Tf2N). No Ãmbito experimental, amostras comerciais de Cu-BTC foram impregnadas com LIs em diversas concentraÃÃes em peso (1, 5 e 10 wt%). Os materiais impregnados foram caracterizados por diversas tÃcnicas de caracterizaÃÃo e avaliados em relaÃÃo a adsorÃÃo de CO2. Os resultados mostraram que a impregnaÃÃo de LIs em Cu-BTC reduz a capacidade de adsorÃÃo de CO2, contrariamente ao que foi predito por simulaÃÃo molecular em trabalhos prÃvios. No contexto da simulaÃÃo molecular, foram realizadas simulaÃÃes de impregnaÃÃo para gerar estruturas impregnadas com diferentes quantidades de LI. SimulaÃÃes de adsorÃÃo de CO2, CH4 e N2 nas estruturas geradas foram realizadas utilizando o ensemble Grande CanÃnico (μVT) para avaliar a presenÃa de LI na estrutura da Cu-BTC. Observou-se que a presenÃa de LI em vÃrias concentraÃÃes aumentou a capacidade adsortiva de CO2 a baixas pressÃes (atà ~ 3 bar), enquanto a adsorÃÃo dos outros gases nÃo foi significativamente alterada. Contudo, a baixas concentraÃÃes impregnada (5 %wt), a adsorÃÃo de CO2 nÃo foi sensÃvel à presenÃa do LI. Por outro lado, quando foi aumentada a quantidade de LI impregnada em nossos experimentos, houve uma rÃpida degradaÃÃo das propriedades texturais do material, conforme observado para amostra impregnada com 10 wt% de BMIM-PF6. Assim, aparentemente, os poros da Cu-BTC sÃo pequenos para incorporar lÃquidos iÃnicos nas concentraÃÃes que teoricamente levariam a maiores quantidades adsorvidas de CO2.