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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação da capacidade de captura de dióxido de carbono do óxido de cálcio suportado em vermiculita
Título(s) alternativo(s): Evaluation of carbon dioxide capture by calcium oxide supported on vermiculite
Autor(es): Matheus Henrique Simplício Pereira
primer Tutor: Geraldo Magela de Lima
primer miembro del tribunal : Rita de Cássia de Oliveira Sebastião
Segundo miembro del tribunal: Fabrício Vieira de Andrade
Resumen: Amostras de vermiculita impregnadas com diferentes quantidades de óxido de cálcio foram geradas e, posteriormente, caracterizadas por análise térmica (TGA), porosimetria por adsorção de nitrogênio (método BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada com espectroscopia de energia dispersiva (EDS). O material gerado foi também submetido a ensaios de captura de carbono realizados em equipamento de análise térmica, com atmosfera de dióxido de carbono, onde o ganho de massa obtido foi relacionado com a sua capacidade de capturar carbono. A quantidade de dióxido de carbono capturado pelo óxido de cálcio aumentou de 13 para 16,8 g de CO2 por mol de CaO, quando os experimentos foram realizados com óxido de cálcio puro e com vermiculita impregnada com 50 % de óxido de cálcio m/m, respectivamente. O maior valor de captura obtido foi de 32,2 g de CO2 por mol de CaO, o que representou um aumento de aproximadamente 250 % em relação ao óxido de cálcio puro. A influência da granulometria da vermiculita utilizada em sua área superficial foi avaliada através do método BET, e os resultados mostraram que o material com granulometria menor que 106 µm tem sua área superficial drasticamente reduzida devido à destruição de sua estrutura lamelar, consequentemente, menores valores de captura de carbono foram obtidos. Finalmente, os métodos integrais isoconversionais de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) e Osawa-Flynn-Wall (OFW) foram usados para o estudo cinético do processo. Os dados experimentais mostraram bons ajustes às equações propostas pelos métodos. Os valores de energia de ativação aparente mostraram que para baixas conversões (α < 0.3) a etapa controladora do precesso é mista (20kJ < Ea < 40kJ), i. e., as velocidades da etapa química e das etapas de transporte possuêm a mesma ordem de grandeza. Para maiores valores de conversão (α > 0.3), os resultados de energia de ativação aparente sugerem que a etapa lenta é a etapa química (Ea > 40kJ).
Abstract: Vermiculite samples were impregnated with different amounts of calcium oxide and the products were characterized by thermal analysis (TGA), nitrogen adsorption porosimetry (BET method) and scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectroscopy (DES). The ability of the products to capture carbon dioxide was investigated using thermal analysis experiments, employing a carbon dioxide atmosphere, where the mass gain relates to the amount of carbon dioxide transformed into carbonate. The amount of carbon dioxide captured by the calcium oxide increased from 13 to 16,8g of CO2 per mol of CaO, when the tests were made with pure calcium oxide and vermiculite impregnated with 50% calcium oxide w/w, respectively. The greatest capture value obtained was 32,2g of CO2 per mol of CaO, which represent an increase of 250% from the pure oxide sample. The influence of the vermiculite surface area was evaluated by BET method and the results showed that the material with granulometry smaller than 106 µm has a reduced surface area due to the destruction of the lamellar structure, therefore, less carbon dioxide was captured. Finally, the isoconversionals methods of Kissinger-Akihira-Sunose (KAS) and OsawaFlynn-Wall (OFW) were used for studying the kinetic process. The apparent activation energy values showed that for low conversion (α < 0.3) the controlling step is mixed (20kJ < Ea < 40kJ), the velocity of the chemical step and diffusion step have the same order of magnitude. For greater conversion values (α > 0.3), the apparent activation energy values suggest that the chemical step is the slower step (Ea > 40kJ).
Asunto: Físico-química
Dióxido de carbono
Óxido de cálcio
Vermiculita
Análise térmica
Porosimetria
Adsorção
Microscopia eletrônica de varredura
Efeito estufa (Atmosfera)
Dióxido de carbono atmosférico
Termogravimetria
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/49625
Fecha del documento: 27-jul-2022
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