Resumo: Este trabalho investiga os constituintes de um aço médio carbono e baixa liga com estrutura bainítica/martensítica, obtida através de tratamento isotérmico em baixas temperaturas, a 336 ºC e 286 ºC (próximas à temperatura de transformação martensítica), utilizando-se da microscopia óptica e de processamento metalográfico com os reagentes nital, LePera, LePera Modificado e solução aquosa à base de metabissulfito de sódio, para análise qualitativa e quantitativa das fases presentes. O ataque químico com nital foi eficiente na identificação da fase bainita, revelada com coloração marrom escuro ou preta, porém tornou difícil a distinção entre as fases martensita e austenita retida. Da mesma forma, através do ataque químico LePera foi possível a observação da fase bainita na coloração marrom escuro ou preta e o constituinte martensita-austenita retida com tonalidade clara. O reagente LePera Modificado mostrou-se mais eficiente do que o reagente LePera, principalmente para estruturas constituídas quase que totalmente pela estrutura bainítica, apresentando maior nitidez na identificação da fase bainita, revelada na coloração marrom, e do constituinte formado pelas fases martensita e austenita retida (em tonalidade clara). O ataque químico com reagente à base de metabissulfito de sódio permitiu a caracterização da austenita retida (observada em tonalidade branca). Também utilizouse o reagente Contorno de Grão para revelar o contorno de grão da estrutura austenita, formada previamente na zona de austenitização. Uma combinação do reagente Contorno de Grão e reagente nital permitiu a visualização da nucleação e crescimento das ripas da bainita a partir dos contornos de grãos austeníticos. PALAVRAS-CHAVE: caracterização microestrutural, bainita, martensita, AISI 4340. / Abstract: This work investigated the microstructures of the medium carbon and low alloy steel with mixed structure bainite/martensite, obtained through isothermal treatment in low temperatures (close to the temperature of martensitic transformation) to 336 ºC and 286 oC, by optical microscopy and metallographic methods with the etchings nital, LePera, LePera Modified and sodium metabisulfite reagent for qualitative and quantitative analysis of the present phases. The etching with nital was efficient in the identification of the bainite, revealed with brown darkness or black coloration; however it turned difficult the distinction between the martensite and retained austenite. In the same way, through the color tint etching with LePera reagent was possible the observation of the bainite in the brown darkness or black coloration and the martensite-austenite in the clear or straw-colored. Etching technique LePera Modified was more efficient than the LePera, mainly for microstructure constituted almost that totally for the bainitic structure, producing better color contrast in the identification of the bainite, revealed in the brown coloration, and the martensiteretained austenite (in white). The etching with sodium metabisulfite reagent allowed the characterization of the retained austenite (appears as small bright white particles). The Austenite Grain Boundary reagent was used to reveal the grain boundaries prioraustenite. A combination of the Austenite Grain Boundary reagent and nital reagent allowed the observation of the nucleation and growth of the laths of the bainite from the grain boundaries prior-austenite. / Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Coorientador: Tomaz Manbu Hashimoto / Banca: Olvério Moreira de Macedo Silva / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Mestre

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Raquel de Almeida Ribeiro / Banca: Antonio Renato Bigansoli / Banca: Durval Rodrigues Júnior / Banca: João Carlos Silos Moraes / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O composto diboreto de magnésio (MgB2) é conhecido desde a década de 50, porém, suas propriedades supercondutoras ainda eram desconhecidas. Características intrínsecas do MgB2 fazem deste material um candidato promissor para aplicações tecnológicas, embora o baixo valor da irreversibilidade de campo e a diminuição da densidade de corrente crítica com o aumento do campo magnético diminuem consideravelmente a possibilidade. Entretanto estudos recentes mostraram que a dopagem moderada de MgB2 com impurezas aumentam a densidade de corrente crítica, através da introdução de centros de aprisionamento de fluxo magnético. Dentre os vários elementos e compostos examinados como dopantes, carbono e compostos de carbono, tais como SiC, B4C e outros, mostraram ser mais efetivos no aumento da corrente crítica em amostras de grande volume, fitas e fios. As propriedades estruturais e microestruturais são de grande relevância para as propriedades físicas que o composto apresentará ao fim de cada dopagem. Uma ferramenta bastante flexível para identificar prováveis interações neste composto devido à introdução de dopantes é a espectroscopia mecânica. Esta técnica se mostra eficiente na obtenção de informações sobre a microestrutura do material, bem como sobre os mecanismos que controlama mobilidade de defeitos micro e nano-esetruturados. As medidas de espectroscopia mecânica permitem a determinação precisa da frequencia de saltos de uma espécie atômica, independentemente do modelo utilizado e, se diferentes tipos de saltos atômicos são possíveis, eles podem ser seletivamente discriminados. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da adição de dopantes à base de carbono nas propriedades anelásticas do MgB2, por meio de medidas de espectroscopia mecânica, utilizando a Análise Dinâmico Mecânica (DMA)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The compound magnesium diboride (MgB2) is well-know since the 50's, however, its superconducting properties were still unknown. Intrinsic characteristics of MgB2 make this material a promising candidate for technological applications, although the low value of the irreversibility field and the decrease of critical current density with the increase of the magnetic field considerably reduce this possibility. However, recent studies have shown that the moderate doping of MgB2 with impurity, increase the critical current density by introducing the magnetic flux pinning centers. Among various elements and compounds examined as dopants, carbon compounds such as SiC, B4C and others, reveal to be more effective in increasing the critical current in large volume samples, riboons and wires. Structural properties and microstructures are of great relevance to the physical properties that the compound will present at the end of each doping. A sensitive tool to identify potential interactions in this compound proper to the introduction of dopants is the mechanical spectroscopy. This technique is efficient in obtaining information about the microstructure of the material, as well as on the mechanisms that control the mobility of defects micro and nanostructure. The mechanical spectroscopy measurements allows the precise frequency jumps of an atomic species, independently of the model used, and whether different types of atomic jumps are possible , they can be selectively discriminated. The present work aimed to study the effect of addition the doping carbon-based on anelastic properties of MgB2, through mechanical spectroscopy measurements, using Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The samples were prepared by using the powder in tube method, which samples were made with 5, 7.5 and 10 w% de SiC and samples with addition of B4C and carbon, having the same atomic percentage of samples... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: João Andrade de Carvalho / Banca: Jose Antonio Perella Balestieri / Banca: Maria Angelica Martins Costa / Banca: Turíbio Gomes Soares Neto / Banca: Christian Jeremi Coronado Rodriguez / Resumo: Acordos internacionais sobre o aquecimento global têm identificado a urgente necessidade por uma tecnologia que capture e sequestre carbono em grande escala para reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) antrópico. O sequestro e captura do CO2 por carbonatação mineral (CCSM) é uma tecnologia que tem potencial para reduzir bilhões de toneladas de CO2 por ano. O principal foco deste trabalho foi avaliar o efeito ambiental do requerimento energético relacionada à produção de carbonatos utilizando os minerais silicatos, com a finalidade de sequestrar emissões de CO2 provenientes de usinas termelétricas no Brasil. Esta pesquisa foi realizada mediante o uso do LCA - Life Cycle Assessment (NBR 14040) identificando quatro subsistemas (processos de mineração, transporte do mineral, usina termelétrica e processos de carbonatação mineral) na produção de carbonatos. Consideraram-se dois processos de carbonatação mineral: mediante o ácido clorídrico (HCl) e sais de amônia (NH4HSO4) integrados a dois tipos de usinas termelétricas (carvão e gás natural), adotando quatro cenários nos quais foram avaliados o requerimento energético, emissões de CO2 e os custos envolvidos de cada um deles, as quais utilizaram a matéria prima com maior potencial de carbonatação (mineral silicato). O presente estudo foi estruturado visando responder os seguintes assuntos: (a) O melhor mineral silicato como matéria prima para processo de carbonatação mineral, (b) A quantidade de matéria prima para a sequestro de 1 tonelada de CO2, (c) O requerimento energético do processo de carbonatação mineral para sequestrar 1 tonelada de CO2, (d) A quantidade de CO2 evitada derivada da produção de carbonatos e (e) Comparação do resultado do LCA dos processos de carbonatação mineral considerados no estudo. Os resultados amostram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: International concerns over global warming have identified the urgent need for a technology to capture and sequester carbon in large-scale to reduce anthropic carbon dioxide (CO2) emissions. Carbon dioxide capture and sequestration by mineral carbonation (CCSM) is a technology that can potentially reduce billions of tonnes of CO2 per year. The main focus of this work was to evaluate the environmental effects of energy usage related to carbonate production using mineral silicates in order to sequester CO2 emissions from Brazilian power plants. This investigation was realized using a LCA - Life Cycle Assessment (ISO14040) identified 4 subsystems (mining process, mineral transport, power plant and mineral carbonation process) on carbonate production. Two mineral carbonation processes are considered: using chloride acid (HCl) and ammonium salts (NH4HSO4) applied to two types of power plants (coal and natural gas) with the best feedstock (mineral silicate) supporting four scenarios which evaluate energy requirement, CO2 emissions and costs. This work addresses the following import issues: a) the best mineral silicate used as feedstock for mineral carbonation process, b) the amount of this mineral silicate for sequestration 1 ton CO2, c) the energy requirements of mineral carbonate process to sequester 1 ton of CO2, d) the amount of CO2 avoided derived from carbonate production and e) comparison of LCA results of the two mineral carbonation process. The LCA results shows that the best feedstock to sequester CO2 emissions from power plants in Brazil is serpentinito located in Goiâs state, the mineral carbonation process using ammonium salts is a feasible option for the less energy requirement (0,75 kW/kgCO2SEQ). The amount of CO2 avoided was 0,578 tCO2AVOIDED/tCO2SEQ, this avoided CO2 emissions can be traded as carbon... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Milton Dall'Aglio Sobrinho / Coorientador: Sergio Luis de Carvalho / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Alessandro Minillo / Resumo: O recente interesse da comunidade científica em relação à presença de produtos farmacêuticos na água potável tem levantado questões importantes, como o problema para a saúde pública e o impacto ambiental ainda pouco conhecido sobre a cadeia trófica, principalmente nos sistemas aquáticos. Em vista disso, o desenvolvimento de tecnologias avançadas que promovam a remoção efetiva dos fármacos residuais tornou-se necessária, uma vez que os sistemas convencionais de tratamento de água e esgoto são incapazes de eliminá-los completamente. O processo de adsorção por carvão ativado granular (CAG) é uma tecnologia que tem demonstrado eficiência na remoção de fármacos. Por outro lado, o poli(tereftalato de etileno) (PET) também vem comprovando sua capacidade de adsorção em diversos trabalhos, somando ainda vantagens econômicas e ambientais na sua utilização. Diante destas informações, a pesquisa avaliou a eficiência de remoção de cinco fármacos (diclofenaco, naproxeno, ibuprofeno, piroxicam e paracetamol) através de um sistema de filtros lentos de areia seguidos por dois pós-tratamentos distintos: (i) filtro de carvão ativado (filtro CAG) e (ii) filtro de PET ativado (filtro PET). Ao final de 10 semanas de ensaio, o filtro PET demonstrou eficiência de remoção superior para os fármacos diclofenaco e piroxicam e equivalente para o ibuprofeno, paracetamol e naproxeno em comparação ao filtro CAG / Abstract: The recent interest of the scientific community regarding the presence of pharmaceutical products in drinking water has raised important issues such as the problem for public health and environmental impact still little known about the food chain, especially in aquatic systems. In view of this, the development of advanced technologies that promote effective removal of residual drugs became necessary, since conventional water treatment and sewage are unable to eliminate them completely. The process of adsorption for granular activated carbon (GAC) is a technology that has been successful in removal of drugs. On the other hand, poly (ethylene terephthalate) (PET) has also been proving its adsorption capacity in several studies, adding further economic and environmental advantages in using them. Given these informations, the survey evaluated the efficiency of removal of five drugs (diclofenac, naproxen, ibuprofen, piroxicam and acetaminophen) through a system of slow sand filters followed by two post-treatments: (i) activated carbon filter (GAC filter) and (ii) activated PET filter (PET filter). At the end of 10 weeks of test, PET filter showed higher removal efficiency for drugs diclofenac and piroxicam and equivalent for ibuprofen, paracetamol, and naproxen in comparison to the filter CAG / Mestre

Orientador: Leinig Antonio Perazolli / Co-orientador: Ossamu Hojo / Banca: Leandro Martins / Banca: Marcelo Henrique Armoa / Resumo: Este trabalho se baseou na síntese de catalisadores de TiO2 modificados com cátions de nióbio estruturalmente através do método Pechini e superficialmente através da deposição de nióbio metálico por sputtering, caracterização destes catalisadores para verificar estas modificações, e a avaliação da atividade fotocatalítica na redução do CO2 a metanol e da descoloração de soluções do corante Rodamina-B. A modificação do TiO2 busca obter um aumento no tempo de recombinação do par elétron/buraco e consequentemente uma maior atividade fotocatalítica. A modificação em substituição do Ti4+ pelo Nb5+ visa promover a geração de níveis doadores de elétrons na estrutura cristalina e a modificação por deposição de nanopartículas de nióbio metálico por sputtering que atuarão como aceitadores de elétrons sobre a superfície dos catalisadores, modificações estas, que atuarão na redução do CO2. Partindo destas premissas, primeiramente foram sintetizados os catalisadores nas concentrações 0,0%; 0,5%; 1,0%; 2,5% (m/m) de nióbio, e posteriormente 5,0%; 10,0% e 20,0% (m/m) de nióbio através dos métodos citados. Os catalisadores obtidos foram caracterizados utilizando difratometria de Raios X (DRX - Rigaku Rint-2000), área de superfície SBET (B.E.T. - Micrometrics ASAP 2010), espectroscopia RAMAN (HORIBA-HR 800), FEG/SEM (JEOL modelo JSM-7500F) e XPS (UNI-SPECS UHV) para analisar as características da superfície. Após a caracterização, os catalisadores foram submetidos a dois ensaios fotocatalíticos. O primeiro para avaliar a ocorrência da redução de CO2 e o segundo visou avaliar a capacidade dos mesmos na descoloração oxidativa do corante Rodamina-B utilizando espectroscopia na região do UV-vis para obtenção dos resultados. Para verificar e quantificar a possível formação de radicais carbonila e álcool, cada amostra foi analisada por TOC (O.I. Analytical Aurora model 1030) e GC-FID... / Abstract: This work was based on synthesis of TiO2 photocatalysts powders modified with Nb structurally by Pechini and superficially by metallic Nb depositing by sputtering, characterization of these photocatalysts powders to verify these changes, and evaluation of photocatalytic activity in the reduction of CO2 to methanol and decolorization of of dye rhodamine-B solutions. The TiO2 modification tries to achieve an increase in the recombination time of the electron-hole pair and hence a higher photocatalytic activity. The modification to replace Ti4+ by Nb5+ aims to promote the generation of donor levels of electrons in the crystal structure and modification for nanoparticles deposition of metallic Nb by sputtering to act as acceptor of electrons on the photocatalysts powders surface, changes them, who will serve in reducing CO2. Starting from these premises first photocatalysts powders were synthesized in the compositions of 0.0 %, 0.5 %, 1.0 %, 2.5 % (w/w) of Nb and subsequently 5.0% , 10.0 % and 20.0% (w/w) of Nb with the methods mentioned. The photocatalysts powders were characterized using X-ray diffraction (XRD-Rigaku Rint-2000) , surface area SBET (EST-Micrometrics ASAP 2010) , Raman spectroscopy (HORIBA HR-800 ) , FEG / SEM (JEOL JSM-7500F) and XPS (UNI-SPECS UHV) to analyze the surface characteristics. After characterizing the photocatalysts poder underwent two photocatalytic tests. The first to assess the occurrence of CO2 reduction and the second aimed at evaluating the capacity in the oxidative bleaching of the dye rhodamine-B using spectroscopy in the UV-vis region to obtain the results. To verify and quantify the possible formation of carbonyl and alcohol radicals, each sample was analyzed for TOC (Aurora Analytical model HI 1030) and FID-GC (Varian CP- 3800). Through the techniques used for characterization of photocatalyst powders was observed that the predominant crystalline phase is anatase and Ti was replaced by Nb... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-11-01T01:01:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462321-Texto+Completo-0.pdf: 17088803 bytes, checksum: feaf7da9def19abf0f0ec625d1078754 (MD5) Previous issue date: 2014 / The world's dependence on fossil fuels for power generation is causing an increase in the atmosphere CO2 concentration and leading to global warming. Alternatives are being developed to stabilize or even to reduce the CO2 levels in the atmosphere. Among them stands out the Carbon Geological Storage, which consists of storing permanently CO2 in suitable geological reservoirs and thus mitigate climate change. In this sense, the study of CO2 - rock - fluid interactions is essential for the understanding of the processes involved during the storage phase and safety of storage. This work aims to study caprocks and reservoir rocks from the Furnas and Ponta Grossa Formations of the Paraná Basin for carbon geological storage. The interaction between CO2-rock-fluid was studied simulating the geological conditions in laboratory experiments with high pressure (150 bar) reactors. Rock characterization pre-and postexperiments analyzes in Scanning Electron Microscope (SEM) and X-ray Diffractometer (XRD) were performed. Analysis of saline solution before and after the experiment was performed by Optical Emission Spectroscopy Inductively Coupled Plasma (ICP - OES) to identify ions present in solution. The results of this work demonstrated that the tested reservoirs and caprocks have limited interactions with CO2 resulting in limited mineral trapping mechanisms and high mineralogy integrity. / A dependência mundial no uso de combustíveis fósseis para geração de energia está causando um aumento na concentração de CO2 na atmosfera e gerando mudanças no clima. Alternativas estão sendo desenvolvidas para estabilizar ou mesmo reduzir os níveis de CO2 na atmosfera. Entre eles destaca-se o Armazenamento Geológico de Carbono, que consiste em armazenar permanentemente o CO2 em reservatórios geológicos adequados e, assim, mitigar as emissões de CO2. Neste sentido, o estudo das interações que ocorrem entre o CO2 - rocha - fluido é essencial para a compreensão dos processos envolvidos durante a fase de armazenamento e para a segurança envolvida no processo. Este trabalho tem como objetivo estudar amostras de rocha selo (Formação Ponta Grossa) e rochas reservatório (Formação Furnas) da Bacia do Paraná simulando o processo de armazenamento geológico de carbono.A interação entre a água CO2- rocha- fluido foi estudada através de experimentos em escala de laboratório, simulando as condições geológicas em reatores. Para a caracterização das rochas pré e pós experimentos foram realizadas analises em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e Difratômetro de raios-X (DRX). Análise da solução salina antes e após os experimentos foram realizados por Espectroscopia de Emissão Ótica plasma indutivamente acoplado (ICP - OES) para identificar os íons presentes na solução. Os resultados destes estudos demonstraram que os reservatórios e selos testados possuem limitada interação com CO2 resultando em baixo aprisionamento mineral evidenciado e alta integridade mineralógica.

Orientador: Lafayette Nogueira Júnior / Co-orientador: Argemiro Soares da Silva Sobrinho / Banca: Tarcisio José de Arruda Paes Junior / Banca: Paulo Abdalla Saad / Resumo: O estudo avaliou o efeito da aplicação de dois filmes de Carbono tipo Diamante por plasma no torque reverso dos pilares protéticos submetidos à ciclagem mecânica e analisou a adaptação do pilar e de suas roscas em relação ao implante, bem como a deformação gerada nas roscas dos pilares e nas roscas internas dos implantes. Para tal, foram utilizados 60 conjuntos de implantes de conexão cônica interna (CCI) de 11º e 8º e pilares de corpo único de titânio que foram divididos em seis grupos (n=10): GC-8 (controle) - CCI 8º sem tratamento; DLC-8 - CCI 8º com aplicação de filme de carbono tipo diamante (DLC); AgDLC-8 - CCI 8º com aplicação de filme de carbono tipo diamante dopado com nano partículas de prata (AgDLC); GC-11 (controle) - CCI 11º sem tratamento; DLC-11 - CCI 11º com aplicação de filme de carbono tipo diamante (DLC); AgDLC-11 - CCI 11º com aplicação de filme de carbono tipo diamante dopado com nano partículas de prata (AgDLC). Os filmes foram depositados por meio do processo de Deposição Química a Vapor Assistida por Plasma (PECVD). Os pilares receberam o aperto controlado por um dispositivo de controle de torque digital seguindo as recomendações do fabricante. O teste de fadiga foi conduzido seguindo os parâmetros especificados na norma ISO 14801 com uma carga de 120 Ncm a 2 Hz por 2 x 106 ciclos. Ao final dos ciclos, o valor de destorque dos pilares foi registrado. Análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizadas em três amostras de cada grupo, antes e após a ciclagem mecânica, para verificar se a adaptação do pilar (corpo e roscas) ao implante foi afetada pela aplicação dos filmes. A caracterização dos filmes foi realizada por meio de análises Tribológicas, bem como por Espectroscopia Raman e Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS). Todos os grupos mostraram redução nos valores de torque reverso. O grupo DLC-8 foi o ùnico a apresentar... / Abstract: This study evaluated the effect of the plasma deposition of two diamondlike carbon thin films (DLC) on the reverse torque and adaptation of prosthetic abutments after mechanical cycling. Sixty sets of 11º e 8º tapper connection implants (TCI) and titanium solid abutments were divided in six groups (n=10): GC-8 (control) - 8º TCI with no film deposition; DLC-8 - 8º TCI with DLC deposition; AgDLC-8 - 8º TCI with silver doped DLC (AgDLC); GC-11 (control) - 11º TCI with no film deposition; DLC-11 - 11º TCI with DLC deposition; AgDLC-11 -11º TCI with silver doped DLC (AgDLC); The films were deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) process. The abutments were tightened with a controlled torque meter device following the manufacturer's recommendations. Mechanical cycling was carried out with a load of 120 Ncm during 2 x 106 cycles with a frequency of 2 Hz (ISO 14801). Afterwards, detorque was measured. Analyses with Scanning Electron Microscopy (SEM) were conducted on three samples of each group before and after mechanical cycling in order to verify the adaptation of the abutments (body and threads). Tribology analyses, as well as Raman Spectroscopy and Energy-Dispersive X-rays Spectroscopy (SDS) analyses were performed for characterization of the different surface treatments. All groups demonstrated reduction of reverse torque values. DLC-8 was the only group that showed an increase on the average reverse torque values / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000418058-Texto+Completo-0.pdf: 3636918 bytes, checksum: 2b00cb491e02e92aa17fc30e609e7d50 (MD5) Previous issue date: 2009 / Climatic changes that occurred in recent years as temperature records, hurricanes and tornados are consequence of what we call global warming, that are caused by high gases concentration, mainly CO2 and CH4, which are resultant of the fossil fuel burning, industrial processes and others. To break the catastrophic forecasts entire world scientists are searching solutions to stabilize and to lower these gases concentrations. One of the alternatives is the carbon capture and storage. This work describes the use of basalt that is a wide found rock in the south of Brazil that possesss in its chemical composition high concentrations of calcium, iron and magnesium oxides, composites that can be carbonated by CO2. It was made a crossing of maps of areas with high emissions of pollutant and areas that are Basalt rich aiming the carbon storage, as well as direct and indirect methods of mineral carbonation of the samples extracted from the selected area. The indirect carbonation consisted of the leaching of basalt samples with HCl in a concentration of 4M and posterior carbonation by CO2. Atomic absorption analyses showed that 17. 76% of magnesium and 14. 29% of calcium was leached, and 93. 85% of magnesium and 97. 06% of calcium were carbonated. The analysis of SEM-EDS showed the formation of carbonate precipitates in the sample after the indirect carbonation reaction. / As mudanças climáticas ocorridas nos últimos anos como os recordes de temperatura, furacões e tornados são conseqüência do que chamamos aquecimento global, que é causado, principalmente, pela alta concentração de gases, principalmente de CO2, CH4 que são gases resultantes da queima de combustíveis fósseis, processos industriais e outros. Para frear as previsões catastróficas, cientistas do mundo inteiro buscam soluções para estabilizar e baixar as concentrações desses gases. Uma das alternativas é a captura e armazenamento de carbono. Este trabalho descreve o uso do basalto, que é uma rocha largamente encontrada no Sul do Brasil e possui em sua composição química óxidos de cálcio, ferro e magnésio, passíveis de carbonatação por CO2. Foi realizado o cruzamento de mapas com áreas com alta emissão de poluente e com área rica em Basalto para fins de armazenamento de carbono, assim como métodos de carbonatação mineral direta e indireta de amostras de basalto coletadas da área selecionada. A carbonatação indireta consistiu na lixiviação das amostras de basalto com HCl em concentração de 4M e posterior etapa de carbonatação através de corrente CO2 gasoso. Por análise de absorção atômica chegou-se a um percentual de 17,76% de magnésio e 14,29% de cálcio lixiviado. Na reação de carbonatação obteve-se 93,85% de magnésio carbonatado e 97,06% de cálcio carbonatado. As análises de MEV-EDS mostraram a formação dos precipitados de carbonatos na amostra após a reação de carbonatação indireta.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425607-Texto+Completo-0.pdf: 2100266 bytes, checksum: 47abd16f31901fc2e17fb2ec6ffc9b6b (MD5) Previous issue date: 2010 / The current mitigation cenario of the CO2 emissions is based on the most efficient energy use, the substitution of fossil fuels by renewable sources, and also the exploration of technologies for carbon separation and storage. This includes carbon capture through ionic liquids in industrial processes of CO2 separation from gas flows. The ionic liquids (ILs) are composed by organic or inorganic cations and anions, usually liquid at room temperature. They are a class of materiais with excellent perspective for carbon dioxide capture application, and an alternative to mitigate the increasing concentration of CO2 in the atmosphere. This study aimed to synthesize and characterize ILs and evaluate the CO2 solubility in these materiais. The ionic liquids synthesis, formed by butilmetilimidazol [bmim]+ cation and different anions: [BF4]- [PF6]- and [CF3C02]- presented reaction yields above 75%. The products characterization, by techniques such as IR, 1H-NMR and DSC revealed the chemical structure and thermal stability. The CO2 solubility measurements were determined by two methods: using a thermogravimetric microbalance and with an equilibrium cell with sapphire windows. These tests at 25°C and 25 bar, obtained for the [bmim][BF 4] in equilibrium cell xC02 = 0,28 and in PTGA xC02 = 0,25 and the Henry's constant values of 50,37 bar e 29,52 bar, respectively, demonstrating to be compatible with the literature and applied in CO2 absorption processes, so the ILs can be considered as candidates to carbon capture solvents. / A visão atual de mitigação do aumento da concentração de CO2 baseia-se no uso mais eficiente da energia ou na substituição de combustíveis fósseis por fontes renováveis e, ainda, na exploração de tecnologias para a separação e o armazenamento de carbono. Esta inclui a captura de carbono através do uso de líquidos iônicos em processos industriais de separação de CO2 de correntes gasosas. Os líquidos iônicos (LIs) são formados por cátions e ânions orgânicos ou inorgânicos, comumente líquidos à temperatura ambiente. Constituem uma classe de materiais com excelentes perspectivas de aplicação para captura de dióxido de carbono, sendo uma alternativa à mitigação do aumento da concentração de CO2 na atmosfera. Este trabalho teve como objetivos sintetizar e caracterizar LIs e verificar a solubilidade de CO2 nestes materiais. As sínteses dos LIs, formados pelo cátion butilmetilimidazol [bmim]+ e os diferentes ânions: [BF4]-, [PF6]- e [CF3CO2]-, apresentaram rendimentos reacionais acima de 75 %. A caracterização destes produtos, por técnicas de IV, RMN-1H e DSC, revelou a estrutura química e a estabilidade térmica. As medidas de solubilidade de CO2 foram determinadas por dois métodos: um empregando uma microbalança termogravimétrica e outro uma célula de equilíbrio com janelas de safira. Nestes ensaios a 25 °C e 25 bar, obtevese para o [bmim][BF4] na célula de equilíbrio xCO2 = 0,28 e na PTGA xCO2 = 0,25 e os valores da constante de Henry de, 50,37 bar e 29,52 bar, respectivamente, demonstrando estarem compatíveis com a literatura e aplicados para processos de absorção de CO2, assim, os líquidos iônicos podem ser considerados como candidatos a serem solventes para captura de carbono.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000431405-Texto+Completo-0.pdf: 3579905 bytes, checksum: be0026af84dc64bc877360e2749690b3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Climate change caused by emissions of greenhouse gases, mainly carbon dioxide (CO2), is increasingly apparent, making it necessary to mitigate the concentration of these gases in the atmosphere. Mineral carbonation has been presented as a promising alternative for the reduction of these gases in the atmosphere. This work has investigated the feasibility of using serpentinite as a vehicle for carbon storage. A mapping of Brazilian regions where the serpentinite occurs is presented. These data are crossed with those about areas with high CO2 emissions. Several analyses about the serpentinite and the carbonation process are also presented. Among the main results of the work are: the verification that serpentinite is, indeed, appropriate for the carbonation process, due to the high concentration of Mg in its composition (22,4% in the sample); the observation of an inverse relationship between the size of the rock and the rate of Mg extraction; the higher effectiveness of HCl 4M as a solution for Mg extraction (compared to others tested); the better performance of KOH and LiOH as solutions for pH adjustment (compared to others tested), due to being capable of maintain, for a longer period, the pH at an ideal level for the precipitation of carbonates; and the verification that LiOH was the most effective, among the tested solutions, in obtaining magnesium carbonates. / As mudanças climáticas ocasionadas por emissões de gases de efeito estufa estão cada vez mais evidentes, tornando incontornável seu enfrentamento. Entre os principais responsáveis pelo aumento destes gases na atmosfera está a queima de combustíveis fósseis para a geração de energia, que causa a emissão de dióxido de carbono (CO2). Uma alternativa que tem se apresentado como bastante promissora para contribuir com a diminuição dos gases de efeito estufa na atmosfera é a carbonatação mineral. Este trabalho investigou a viabilidade de se utilizar o serpentinito, encontrado no Rio Grande do Sul, como alternativa para o armazenamento de carbono. Apresenta-se um cruzamento de informações acerca de regiões brasileiras com a ocorrência de serpentinito e de áreas com elevadas emissões de CO2. Também são apresentadas diversas análises sobre o serpentinito e sobre o processo de carbonatação. Entre os principais resultados obtidos pode-se citar: a constatação de que o serpentinito é, de fato, adequado para o processo de carbonatação, devido à alta concentração de Mg em sua composição (22,4% na amostra); a verificação de relação inversa entre o tamanho granulométrico da rocha e o nível de extração de magnésio; a maior eficácia do HCl com 4M como solução de extração de magnésio (em comparação com as demais testadas); o melhor desempenho do KOH e do LiOH como soluções de ajuste de pH (em relação às demais utilizadas), por terem sido capazes de manter por mais tempo o pH em nível ideal para a precipitação de carbonatos; e a constatação de que o LiOH foi a solução mais eficaz entre todas as testadas para a obtenção de carbonatos de magnésio.