Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/1843/SFSA-B3FTSM
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Utilização de um rejeito de minerio de ferro para a produção de nanomateriais de carbono em leito fluidizado e aplicação desses materiais na adsorção de um contaminante emergente |
Autor(es): | Rayane Cristian Ferreira Silva |
Primeiro Orientador: | Ana Paula de Carvalho Teixeira |
Primeiro Coorientador: | Maria Helena de Araujo |
Primeiro membro da banca : | Marcelo Gonçalves Rosmaninho |
Segundo membro da banca: | Guilherme Ferreira de Lima |
Resumo: | O presente trabalho relata a utilização de um rejeito de minério de ferro como catalisador e suporte para a produção de nanomateriais de carbono (NMCs) e aplicação dos mesmos na adsorção do hormônio 17[alfa]-Etinilestradiol (EE). A síntese ocorreu por meio da técnica de CVD (Chemical Vapour Deposition) em um forno do tipo Leito Fluidizado (Fluidized Bed- FB). O crescimento dos NMCs, deu-se a partir de duas fontes de carbono, etileno nas temperaturas de 500, 600 e 700 ºC, e acetonitrila à 500, 600, 700, 800 e 900 ºC, assim obteve-se duas classes de materiais distintos. Os resultados de microscopia eletrônica de transmissão (MET), mostraram que as duas maiores temperaturas em cada caso, favoreceram a formação de nanoestruturas do tipo nanotubos de carbono (NTCs), com bons rendimentos. A fonte etileno gerou estruturas tubulares clássicas de múltiplas paredes. Já a acetonitrila, propiciou a formação de tubos com menor organização, conhecidos como bamboo like. Essa morfologia foi ocasionada pela inserção do nitrogênio na estrutura grafítica (dopagem), que é oriundo da fonte de carbono. De fato, pela espectroscopia Raman os materiais de etileno mostraram-se mais bem estruturados, pois apresentaram maiores intensidades para a banda G em relação a banda D. Quando comparada à outros trabalhos na literatura, a capacidade adsortiva dos materiais para o 17[alfa]-Etinilestradiol mostrou-se positiva, variando entre 9,2 mg g-1 e 22,3 mg g-1. Foi realizado ainda o estudo cinético e de isoterma de adsorção para os sistemas. Quanto a cinética, todos apresentam comportamento de pseudo-segunda ordem. Logo, a velocidade das reações depende tanto da concentração do hormônio como da massa de material. Já em relação ao tipo de isoterma, os sistemas demonstraram comportamento de Freundlich, ou seja, a adsorção ocorre em múltiplas camadas. Por fim, concluiu-se ser viável a utilização de um rejeito de minério de ferro como catalisador na produção de NMCs por CVD. Os materiais sintetizados, ainda apresentaram boa capacidade adsortiva para um contaminante emergente. Sendo assim, esse estudo possibilitou a investigação de dois problemas ambientais. |
Abstract: | The present work reports the use of iron ore tailings as a catalyst and support for the production of carbon nanomaterials (CNMs) and their application in the adsorption of the 17-Ethinylestradiol (EE) hormone. The synthesis was carried out by means of the CVD (Chemical Vapor Deposition) technique in a Fluidized Bed (FB) type oven. Thegrowth of NMCs occurred from two sources of carbon: ethylene at temperatures of 500, 600 and 700 ° C, and acetonitrile at 500, 600, 700, 800 and 900 ° C. Two classes of different materials were obtained. The transmission electron microscopy (TEM) results showed that the two higher temperatures in each case favored the formation ofnanostructures of the type carbon nanotubes (CNTs), with good yields. The ethylene source generated classic tubular structures of multiple walls. On the other hand, acetonitrile provided the formation of pipes with less organization, known as bamboo like. This morphology was caused by the insertion of nitrogen into the graphite structure (doping), which originates from the carbon source. In fact, by Raman spectroscopy theethylene materials were better structured because they presented higher intensities for the G band in relation to the D band. When compared to other works in the literature, the adsorptive capacity of the materials for 17-Ethinylestradiol showed positive, ranging from 9.2 mg g-1 to 22.3 mg g-1.The kinetic and adsorption isotherm studies were also performed for the systems. As for kinetics, all of them present pseudosecond order behavior. Therefore, the speed of reactions depends on both theconcentration of the hormone and the mass of the material. In relation to the type of isotherm, the systems showed Freundlich behavior, that is, the adsorption occurs in multiple layers. Finally, it was concluded that the use of an iron ore tail as a catalyst in the production of CNMs by CVD is feasible. The materials synthesized still had good adsorptive capacity for an emerging contaminant. Thus, this study allowed the investigation of two environmental problems. |
Assunto: | Resíduos de mineração Nanotubos de carbono Química inorgânica Adsorção |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/SFSA-B3FTSM |
Data do documento: | 23-Jul-2018 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
disserta__o___rayane_cristian__2018.pdf | 6.26 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.