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TESE RAMOS, M S.pdf: 2946477 bytes, checksum: 8026fd4ce243b1a078f0ecbe41882b0e (MD5) / FAPESB e CNPq / Devido à crescente demanda pela diminuição dos custos de obtenção de produtos
de alto valor comercial, bem como pela preservação do meio ambiente, diversos
estudos têm sido conduzidos visando ao aproveitamento de resíduos de diversas
origens, que são acumulados no meio ambiente. Neste contexto estudou-se, neste
trabalho, a preparação de carvões ativados, a partir de resíduos industriais (resinas
sulfônicas exauridas) e de mesocarpo do coco, com a finalidade de empregá-los
como adsorventes, catalisadores ou suportes catalíticos. Para fins de comparação,
uma resina sulfônica preparada em laboratório e a resina sulfônica comercial nova
foram incluídas no estudo. Em todos os casos, foi empregado o copolímero estireno-
divinilbenzeno. Os carvões ativados, obtidos a partir do copolímero, foram
preparados através das etapas de calcinação (250 ºC), carbonização (900 ºC),
ativação física com vapor d´água (800 ºC) e funcionalização (800 ºC), enquanto os
carvões ativados preparados a partir do mesocarpo do coco verde foram
carbonizados e ativados físicamente (em uma única etapa) com vapor d’água e
funcionalizados, em diferentes temperaturas (600 e 800 ºC). As amostras foram
caracterizadas por termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios X,
medida da área superficial específica e porosidade, redução termoprogramada,
espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, microscopia
eletrônica de varredura e espectroscopia Raman. Todas as amostras, obtidas a
partir do copolímero, foram sólidos macroporosos contendo mesoporos e microporos
e com áreas superficiais específicas elevadas, que variaram com a origem do
copolímero e com os tratamentos ao longo do processo de síntese. A desordem
estrutural dos carvões também variou com esses parâmetros. Em todos os casos,
foram observados grupos fenólicos, carboxílicos, éster, quinonas e carbonatos. Os
carvões ativados e/ou funcionalizados obtidos a partir do copolímero sintetizado em
laboratório apresentaram os mais altos valores de área superficial específica (753
m2 g-1). No caso dos sólidos obtidos a partir do mesocarpo de coco verde, foram
obtidos sólidos mesoporosos contendo microporos, com altas áreas superficiais
específicas e com elevada organização estrutural, que variaram com os sucessivos
tratamentos térmicos. O valor de área superficial específica mais elevado foi
apresentado pelo carvão ativado e funcionalizado a 800
oC (527 m2 g-1).
Comparando-se os carvões ativados e funcionalizados, obtidos a partir dos
diferentes resíduos (resina polimérica e mesocarpo do coco), conclui-se que ambos
são adequados para a obtenção de carvões ativados para emprego como
adsorventes, catalisadores ou suportes catalíticos. Ambos produzem carvões
ativados com áreas superficiais específicas elevadas (superiores a 527 m2 g-1) e
com porosidade desenvolvida, formada por mesoporos e microporos. Dessa forma, o
emprego desses materiais pode reduzir os custos de produção do carvão ativado e
contribuir para a preservação do meio ambiente, pela diminuição de resíduos
industriais e da agricultura, muitas vezes dispostos de forma indiscriminada. / Due to increasing demand for lower costs of obtaining products of high commercial
value, as well as the preservation of the environment, many studies have been
carried out addressed to the use of waste from various sources, which are
accumulated in the environment. In this context, the preparation of activated carbons
from industrial waste (exhausted sulfonic resins) and mesocarp of coconut was
studied in this work, aiming to use them as adsorbents, catalysts or catalyst supports.
For purposes of comparison, a sulfone resin prepared in the laboratory and a new
commercial sulfonic resin were included in the study. For all cases, a styrene-
divinylbenzene copolymer was used. The activated charcoals obtained from the
copolymer were prepared through the steps of calcination (250 °C) carbonization
(900 °C), physical activation using water vapor (800 °C) and functionalization
(800 °C), while activated carbons prepared from the mesocarp of the coconut were
carbonized and activated physically (in one step) with steam and functionalized at
different temperatures (600 and 800 °C). The samples were characterized by
thermogravimetry, differential thermal analysis, X-ray diffraction, specific surface area
and porosity measurement, thermoprogrammed reduction, Fourier transform infrared
spectroscopy, scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. All samples
obtained from the copolymer solids were macroporous containing mesopores and
micropores and with high specific surface areas, which varied with the source of the
copolymer and the treatments throughout the synthesis process. The structural
disorder of activated carbons also varied with these parameters. For all cases,
phenolic, carboxyl, ester, carbonate and quinones groups were observed. The
activated carbons and / or functionalized obtained from the copolymer synthesized in
the laboratory showed the highest values of specific surface area (753 m2 g-1). For
solids obtained from coconut mesocarp mesoporous solids containing microporous
materials with high specific surface areas and high structural organization, which
varied with the successive heat treatments, were obtained. The value of the highest
specific surface area was shown by the activated carbon functionalized at 800 oC
(527 m2 g-1). Comparing the functionalized and activated carbons obtained through
different residues (polymeric resin and coconut mesocarp), it can be concluded that
both are suitable for obtaining activated carbons for use as adsorbents, catalysts or
catalyst supports. Both produce activated carbons with high specific surface areas
(higher than 527 m2 g-1) and developed porosity, formed by mesopores and
micropores. Thus, the use of these materials can reduce the cost of production of
activated carbon and contribute to preserve the environment by decreasing industrial
and agriculture wastes, often indiscriminately disposed in i
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19173 |
| Date | 03 October 2014 |
| Creators | Ramos, Márcia de Souza |
| Contributors | Varela, Maria do Carmo Rangel Santos, Sartoratto, Patrícia Pommé Confessori, Pontes, Luiz Antônio Magalhães, Simplício, Lilian Maria Tosta, Vidal, Rosangela Regia Lima |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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