Síntese e caracterização de zeólita tipo MFI para separação de gases
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Jessica de Oliveira Notorio Ribeiro
Daniela Cordeiro Leite Vasconcelos
Daniela Cordeiro Leite Vasconcelos
Resumo
O avanço das produções científicas e tecnológicas pós era industrial proporciona, a
cada dia, melhorias no padrão de vida da sociedade. Em contrapartida, tal
crescimento, direta e indiretamente, vem contribuindo para o aumento da emissão de
gases poluentes atmosféricos, a exemplo dos gases de efeito estufa (GEE). Logo,
observa-se a relevância do desenvolvimento de tecnologias eficazes como tentativa
de mitigar os efeitos colaterais desses. O objetivo do presente estudo foi desenvolver
pós de zeólita tipo MFI, silicalite-1 e ZSM-5, com e sem o uso de direcionadores
orgânicos de estrutura, via rota sol-gel, para adsorção de dióxido de carbono. Três
metodologias foram aplicadas para a síntese dos pós; uma para a silicalite-1, com
variações de tempo e temperatura de cristalização, e duas para a zeólita ZSM-5, com
diferentes direcionadores de estrutura. As análises de difração de raios X (DRX)
confirmaram a presença de estruturas cristalinas da zeólita MFI em todas as amostras.
À luz das obtidas na síntese de ZSM-5 com direcionador brometo de
cetiltrimetilamônio (CTAB), notou-se a influência do tempo de cristalização na
estrutura formada, sendo o tempo de 120h o mais satisfatório. O resultado da DRX foi
ratificado pela espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR),
através da identificação das bandas de 550 e 450cm-1, características ao material.
Apesar das capacidades adsortivas dos materiais comerciais ainda serem superiores
às sintetizadas nesse trabalho, as zeólitas submetidas ao teste de adsorção de CO2
apresentaram resultados promissores.
Abstract
The advancement of scientific and technological productions after the industrial era
provides, every day, improvements in the standard of living of society. On the other
hand, such growth, directly and indirectly, has contributed to the increase in the
emission of atmospheric polluting gases, such as greenhouse gases (GHG).
Therefore, the relevance of the development of effective technologies is observed in
an attempt to mitigate the side effects of these gases. The objective of the present
study was to develop zeolite powders type MFI, silicalite-1 and ZSM-5, with and without
the use of organic structure drivers, via sol-gel route, for carbon dioxide adsorption.
Three methodologies were applied for the synthesis of powders; one for silicalite-1,
with variations in crystallization time and temperature, and two for zeolite ZSM-5, with
different structure directing agents (SDA). X-ray diffraction (XRD) analyzes confirmed
the presence of crystalline structures of the MFI zeolite in all samples. In light of those
obtained in the synthesis of ZSM-5 with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), the
influence of the crystallization time on the formed structure was noted, with the 120htime
being the most satisfactory. The XRD result was confirmed by Fourier transform
infrared spectroscopy (FTIR), through the identification of the 550 and 450cm-1 bands,
which are characteristic of the material. Although the adsorptive capacities of
commercial materials are still superior to those synthesized in this work, the zeolites
submitted to the CO2 adsorption test showed considerable and promising results.
Assunto
Engenharia química, Dióxido de carbono, Processo sol-gel, Silicatos, Zeólitos
Palavras-chave
Zeólita MFI, Sol-gel, Hidróxido de tetrapropilamônio (TPAOH), Brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), Dióxido de carbono (CO2)
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