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Authors: Oliveira, Poliana Lucila
metadata.dc.contributor.advisor: Serra, Juan Carlos Valdés
Title: Filtro compósito para retenção de co2 a partir de resíduo agroenergético (endocarpo da acrocomia aculeata – Macaúba): obtenção e caracterização
Keywords: Adsorvente de CO2; Filtro compósito; Membrana orgânica; Poliuretano; Endocarpo da Macaúba;
Issue Date: 29-Aug-2024
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Agroenergia - PPGA
Citation: OLIVEIRA, Poliana Lucila. Filtro compósito para retenção de co2 a partir de resíduo agroenergético (endocarpo da acrocomia aculeata – Macaúba): obtenção e caracterização.2024. 97. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Agroenergia, Palmas, 2024.
metadata.dc.description.resumo: O desenvolvimento tecnológico e o crescimento econômico estão relacionados ao consumo energético, sendo os combustíveis fósseis a principal fonte. A combustão destes produtos não renováveis gera gases poluentes como dióxido e monóxido de carbono que agravam o efeito estufa e acentuam o aquecimento global. Em contrapartida, ações mitigadoras buscam reduzir os gases de efeito estufa para estabilizar o sistema climático. O presente trabalho, a partir de uma prática ecológica, tem como objetivo produzir uma membrana compósita utilizando carvão ativado (CA) associado a uma matriz polimérica de poliuretano (PU A adicionado a PU B) visando a retenção do dióxido de carbono (CO2). O CA foi produzido a partir do endocarpo da macaúba e caracterizado por teor de cinzas, MEV, TGA, DSC e EDX, o que permitiu concluir que o material produzido é carbonáceo e poroso com dimensões e formatos diferentes. A membrana compósita foi então confeccionada mantendo-se a massa da matriz polimérica fixa utilizando 5 gramas de PU B e 3 gramas de PU A, variando apenas a quantidade de CA. Três amostras, com 5 repetições para cada, foram produzidas, obtendo-se a amostra 1 com 0,8 gramas de CA, amostra 2 com 2,4 gramas de CA e amostra 3 com 4 gramas de carvão. O filtro foi então caracterizado por TGA, DSC, MEV e infravermelho (IRS) constatando a produção de uma membrana compósita orgânica no qual CA foi incorporado à matriz, apresentando estabilidade térmica até temperatura de 270°C e comprimentos de ondas característicos bem definidos. Para testar a funcionalidade dos filtros um coletor porta-membranas foi confeccionado. O filtro foi inserido neste coletor, acoplado ao escapamento do veículo motor a diesel, permanecendo estacionado e com o motor ligado por um intervalo de tempo de dez minutos para cada membrana teste. As membranas após o uso foram alocadas e sacos plásticos e lacradas. Com a finalidade de averiguar a adsorção do CO2 caracterizaram-se as membranas pré e pós-uso com a técnica de infravermelho (IRS). Como resultado as imagens espectrais do IRS revelaram valores diferentes para as transmitâncias das membranas antes e depois da exposição aos gases queimados. Percentualmente diferenças de 2 a 10% foram registradas demonstrando a retenção e absorção de alguma substância gasosa presente na combustão do diesel. A análise estatística comprovou que as membranas são estatisticamente iguais quanto a transmitância e que a quantidade do reforço impregnado na matriz não influenciou na incidência de luz nas amostras.
Abstract: Technological development and economic growth are related to energy consumption, with fossil fuels being the main source. The combustion of these non-renewable products generates polluting gases such as carbon dioxide and monoxide, which worsen the greenhouse effect and exacerbate global warming. On the other hand, mitigation actions seek to reduce greenhouse gases to stabilize the climate system. This present work, based on an ecological practice, aims to produce a composite membrane using activated carbon (AC) associated with a polyurethane (PU A added to PU B) polymer matrix, to retain carbon dioxide (CO2). The AC was produced from the endocarp of the macaúba fruit and characterized by ash content, SEM, TGA, DSC, and EDX, which allowed the conclusion that the produced material is carbonaceous and porous with different dimensions and shapes. The composite membrane was then made, keeping the weight of the polymer matrix fixed using 5 grams of PU B and 3 grams of PU A, varying only the amount of AC. Three samples, with 5 repetitions each, were produced, obtaining sample 1 with 0.8 grams of CA, sample 2 with 2.4 grams of CA, and sample 3 with 4 grams of charcoal. The filter was then characterized by TGA, DSC, SEM, and infrared spectroscopy (IRS), confirming the production of an organic composite membrane in which CA was incorporated into the matrix, presenting thermal stability up to 270°C and well-defined characteristic wavelengths. To test the functionality of the filters, a membrane holder was made. The filter was inserted into this holder, attached to the exhaust of a diesel engine, remaining stationary with the engine running for ten minutes for each test membrane. After use, the membranes were placed in plastic bags and sealed. In order to investigate the CO2 adsorption, the membranes were characterized before and after use using the infrared technique (IRS). The spectral images of the IRS revealed different values for the transmittance of the membranes before and after exposure to burnt gases. Percentagewise differences of 2 to 10% were recorded, demonstrating the retention and absorption of some gaseous substances present in diesel combustion. The statistical analysis confirmed that the membranes are statistically equal in terms of transmittance and that the amount of reinforcement impregnated in the matrix did not influence the incidence of light in the samples.
URI: http://hdl.handle.net/11612/6960
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