Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Atualmente a biomassa tem sido utilizada como fonte renovÃvel para a geraÃÃo de energia, atravÃs de sua combustÃo, e para a produÃÃo de carvÃo e biocombustÃveis. Esta DissertaÃÃo tem como proposta o aproveitamento alternativo de biomassa para a produÃÃo de novos materiais carbonÃceos, buscando entender suas propriedades e, desta forma, vislumbrar novas aplicaÃÃes. A obtenÃÃo destes (nano)materiais foi realizada dentro dos conceitos da produÃÃo sustentÃvel de materiais. Desta forma, utilizou-se a metodologia de carbonizaÃÃo hidrotÃrmica (HTC) e resÃduos da biomassa (quitosana) como fonte precursora para a preparaÃÃo dos (nano)materiais. Os (nano)materiais obtidos (carbono hidrotÃrmico) a partir das diferentes preparaÃÃes, variando-se o tempo e a temperatura da carbonizaÃÃo, foram caracterizados quanto à sua estrutura, morfologia, composiÃÃo e textura. Os diferentes carbonos hidrotÃrmicos preparados apresentaram baixo ordenamento estrutural, caracterÃstico de carbono amorfo. Em relaÃÃo à composiÃÃo, os teores de carbono aumentam com a elevaÃÃo do tempo e da temperatura atingindo um patamar em aproximadamente 55 %. Por outro lado, os teores de nitrogÃnio permanecem entre 5 e 6 %, independente dos parÃmetros de preparaÃÃo. Adicionalmente, grupos funcionais hidroxila, Ãcidos carboxÃlicos, aminas e amidas ainda permanecem ou sÃo gerados em na superfÃcie do material. Os carbonos hidrotÃrmicos apresentam partÃculas da ordem de mÃcrons com morfologia de placas irregulares constituÃdas de agregados de nanopartÃculas e possuem Ãreas superficiais no intervalo de 60-290 m2/g, dependendo dos parÃmetros de sÃntese. AlÃm disso, a quitosana e o carbono hidrotÃrmico foram pirolisados visando comparÃ-los do ponto de vista estrutural, composicional, morfolÃgico e textural. A pirÃlise do carbono hidrotÃrmico promoveu a formaÃÃo de uma estrutura do tipo grafÃtica, porÃm muito defeituosa. A porcentagem em carbono dos produtos aumentou com o incremento da temperatura de pirÃlise, corroborando com os resultados de FTIR, nos quais sugerem a perda dos grupos funcionais. Aproximadamente 7 % de nitrogÃnio continuam inseridos na estrutura apÃs o tratamento tÃrmico, gerando, desta forma, um material carbonÃceo dopado com nitrogÃnio. A pirÃlise do carbono hidrotÃrmico a 600 oC levou a um produto com Ãrea superficial de aproximadamente 420 m2/g sendo sete vezes maior que a Ãrea de seu precursor. A morfologia das partÃculas nÃo foi drasticamente modificada, porÃm observa-se a formaÃÃo macroporos. Na pirÃlise direta da quitosana, o aumento da temperatura tambÃm acarreta na formaÃÃo de uma estrutura do tipo grafÃtica, passando por um intermediÃrio de baixo ordenamento estrutural. A conversÃo em carbono nÃo foi de 100 %, uma vez que se observou perda de material por volatilizaÃÃo durante as reaÃÃes. A Ãrea superficial foi de 82 m2/g quando a pirÃlise foi realizada a 300 oC e aproximadamente nula para maiores temperaturas. Dadas Ãs caracterÃsticas dos nanomateriais produzidos estes poderÃo ser aplicados como suporte para catalisadores, novos adsorventes e em agricultura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6781 |
| Date | 08 August 2013 |
| Creators | AntÃnio Joel Ramiro de Castro |
| Contributors | Odair Pastor Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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