Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The flexible graphite is a material produced from the intercalation, exfoliation
and compression of graphite. Due to its low porosity, high chemical and thermal
resistance, the flexible graphite is used in many different industries, including nuclear
power plants. However, flexible graphite should be analyzed with respect to sulfur
concentration, in order to evaluate residues of sulfur remaining from the intercalation
process with sulfuric acid. The high chemical resistance of flexible graphite does not
allow it to be easily decomposed using conventional methods of sample preparation
using wet digestion in a closed system. In this sense, this work proposed a method
employing pyrohydrolysis for sample preparation of flexible graphite and subsequent
sulfur determination by optical emission spectrometry with inductively coupled
plasma ( ICP OES ). Initially, several parameters which influence the volatilization of
sulfur during piroidrólise, such as furnace temperature, pyrohydrolysis time, air flow
rate and water absorbing solution, were investigated. Temperature of 1000 °C,
pyrohydrolysis reaction time of 40 min, 0.5 mol L-1 H2O2 as absorbing solution, air
and water flow of 0.1 and 0.5 L min-1 respectively, were used for flexible graphite
decomposition and further determination of sulfur by ICP OES. Accuracy of the
proposed method was evaluated using certified reference material of petroleum coke
(NIST SRM 2718). Agreement better than 96% with certified values was obtained.
Microwave-induced combustion (MIC) was used as a comparative method of sample
digestion. Emission line of 180.669 nm was used for sulfur determination by ICP
OES. Significant differences (student t-test, 95% confidence level) of sulfur results
were not observed when pyrohydrolysis and MIC methods were compared. Limit of
quantification of 54 μg g-1 was obtained using 100 mg of sample and a final volume
of the absorbing solution equal to 30 mL. The proposed method was relatively simple
and cheap. Low amount of reagents are necessary, which is in agreement with green
chemistry recommendation. / A grafite flexível é um material produzido a partir da intercalação, esfoliação e
compressão da grafite. Devido a sua baixa porosidade, elevada resistência química
e térmica a grafite flexível é utilizada nos mais diferentes segmentos industriais,
incluindo as usinas atômicas. Entretanto, para que possa ser utilizado nas usinas
atômicas, este material deve ser analisado no que diz respeito à concentração de
enxofre, proveniente dos processos de intercalação com ácido sulfúrico. A elevada
resistência química da grafite flexível faz com que este material não seja facilmente
decomposto utilizando os métodos convencionais de preparo de amostras por
digestão via úmida em sistema fechado. Desta forma, neste trabalho é proposto um
método empregando a piroidrólise para preparo de amostra de grafite flexível e
posterior determinação de enxofre por espectrometria de emissão óptica com
plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Inicialmente foram investigados alguns
parâmetros que influenciam a volatilização do S da matriz durante a piroidrólise, tais
como: temperatura do forno, tempo de piroidrólise, vazão de ar e água e solução
absorvedora. Melhores resultados foram obtidos quando se utilizou temperatura de
1000 °C, tempo de piroidrólise de 40 min, solução absorvedora de 0,5 mol L-1 de
H2O2, vazão de ar e água de 0,1 e 0,5 L min-1, respectivamente. Na determinação de
S por ICP OES foi utilizado a linha de emissão de 180,669 nm. A exatidão do
método de piroidrólise foi avaliada mediante a utilização de material de referência
certificado de coque de petróleo (NIST SRM 2718 Green petroleum coke) e
concordância superior a 96% foi obtida com relação ao valor certificado. Além disso,
como método comparativo, foi feita a decomposição das amostras por combustão
iniciada por micro-ondas (MIC). Os resultados de S obtidos para as amostras,
quando aplicados os métodos de piroidrólise e MIC, não apresentaram diferença
significativa (teste t-student nível de confiança 95%). O limite de quantificação (100
mg de amostra e volume final de solução de 30 mL) foi de 54 μg g-1. O método
proposto mostrou-se simples, além de ser relativamente barato e apresentar mínimo
consumo de reagentes, o que está de acordo com os preceitos da química verde.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/10569 |
| Date | 16 July 2013 |
| Creators | Nunes, Thieli Schaefer |
| Contributors | Müller, Edson Irineu, Duarte, Fábio Andrei, Mortari, Sergio Roberto |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Química, UFSM, BR, Química |
| 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:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100600000000, 400, 500, 300, 500, 500, 4e7df89a-0ba0-4c75-958f-19ced0bb95c3, b399b515-7973-41da-ae0f-ca1c092c3850, bedaf96e-f8fc-48ca-820e-6559530109cb, 3c621a6d-38be-4e61-b644-40b0cc92afcb |
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