UTILIZAÇÃO DE MICRO-ONDAS PARA A PREPARAÇÃO DE MATERIAIS CARBONOSOS A PARTIR DE DIFERENTES RESÍDUOS

UTILIZAÇÃO DE MICRO-ONDAS PARA A PREPARAÇÃO DE MATERIAIS CARBONOSOS A PARTIR DE DIFERENTES RESÍDUOS

Author Mendonça, Thais Aline Prado Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Gonçalves, Maraísa Google Scholar
Graduate program Engenharia e Ciências dos Materiais
Abstract Cada vez mais se torna fundamental ações para reduzir/eliminar os impactos ambientais causados pela humanidade. Assim, minimizar os impactos oriundos do descarte de resíduos através da transformação destes em materiais com valor agregado. Neste trabalho a proposta foi a transformação do resíduo de biodiesel, a glicerina bruta e resíduos plásticos, o poliestireno expandido, em carvão ativado (CA) utilizando micro-ondas como fonte de aquecimento. Os resíduos foram impregnados com H3PO4 e sal de ferro e ativados em atmosfera de nitrogênio em forno micro-ondas. Devido as inúmeras variáveis que influenciam o processo de obtenção de um CA a partir de glicerina bruta foi utilizado um planejamento fatorial com três fatores e dois níveis (23). Foram avaliados os parâmetros de ativação como potência utilizada no forno micro-ondas, proporção de agente ativante e tempo de ativação. Pelo planejamento fatorial concluiu-se que o tempo de ativação é o fator crítico para a área superficial específica (SBET) e a proporção de impregnação é o fator significativo para volume total de poros (V0,95). Com esses resultados foi proposto um novo planejamento fatorial com o tempo de ativação variando em três níveis. Sendo obtido um CA micro e mesoporos com SBET de 520 m2/g e V0,95 0,553 cm3/g com apenas 12 min de ativação, potência de 1000 W e proporção de resíduo:agente ativante de 1:3. Pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) constatou uma morfologia superficial irregular com presença de poros. Pela espectroscopia Raman identificou a banda D e G em 1355 a 1550 cm-1, respectivamente, certificando a formação de carbono desordenado e carbonos amorfos. Pela difratometria de raios X (DRX) foi atestado o caráter amorfo dos CAs. A capacidade máxima de adsorção dos CAs foi avaliada para amoxicilina, obtendo um máximo de remoção de aproximadamente 55 mg/g. Em outra etapa, a glicerina e o poliestireno foram impregnados independentemente com sal de ferro FeSO4.7H2O ou FeCl3. Para o poliestireno expandido também foi avaliada a ativação com H3PO4 como agente ativante. Os CAs preparados nesta parte do projeto foram caracterizados e foi sugerido que nas condições de preparação utilizando forno micro-ondas não ocorreu ativação.

Increasingly, measures to eliminate the environmental impacts caused by humans are becoming urgent. Thus, minimizing the consequences arising from the disposal of waste by transforming it into materials with added value. In this work, the proposal was to transform biodiesel waste, crude glycerin, and plastic waste, expanded polystyrene, into activated carbon (AC) using the microwave as a heating source. The residues were impregnated with H3PO4 and iron salt in a nitrogen atmosphere in a microwave oven. Due to the countless variables that influence obtaining an AC, factorial design with three factors and two levels was used (23). The activation parameters were evaluated, such as microwave power, the proportion of activating agent (H3PO4), and activation time. The factorial design concluded that the activation time is the critical factor for the surface area, and the proportion of impregnation is a significant factor for the pore volume (V 0.95). With these results, a new factorial design was proposed, with the activation time-varying in three levels. The AC obtained with the largest specific surface area, 520 m2 / g, and total pore volume 0.553 cm3 / g with only 12 min of activation, power of 1000W, and proportion of residue: activating agent of 1:3. ACs were characterized using scanning electron microscopy (SEM), observing an irregular surface morphology with the presence of pores. By Raman spectroscopy, band D and G 1355 at 1550 cm-1 respectively, certifying the formation of disordered carbon and amorphous carbons. The XRD confirmed the amorphous character of the ACS. Several ACs were used in the adsorption of amoxicillin, obtaining maximum adsorption of 55 mg /g. In another step, glycerin and polystyrene were impregnated independently with FeSO4.7H2O or FeCl3 iron salt, and for expanded polystyrene H3PO4 was also used as an activating agent. The ACs prepared in this part of the project were characterized and were suggested that under the conditions of preparation using a microwave oven, there was no activation.
Keywords Carvão ativado, micro-ondas, adsorção, resíduos plásticos, glicerina.
activated carbon, microwave, plastic waste, adsorption, glycerin.
xmlui.dri2xhtml.METS-1.0.item-coverage Instituto de Ciência e Tecnologia - Unifesp
Language Portuguese
Sponsor Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Grant number 2018-24502-9
Date 2020-09-25
Published in Mendonça, TAP.UTILIZAÇÃO DE MICRO-ONDAS PARA A PREPARAÇÃO DE MATERIAIS CARBONOSOS A PARTIR DE DIFERENTES RESÍDUOS.2020.
Research area Materiais carbonosos
Knowledge area Ciência, engenharia e tecnologia de materiais
Publisher Universidade Federal de São Paulo
Extent 90 f.
Access rights Open access Open Access
Type Dissertation
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/58715

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Name: Dissertação - T ... ndonça final, entregue.pdf
Size: 2.109Mb
Format: PDF
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