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Type: Dissertação
Title: Membranas poliméricas híbridas contendo nanopartículas inorgânicas funcionalizadas para separação de gases
Author(s)/Inventor(s): Maini, Bruno Conceição
Advisor: Habert, Alberto Claudio
Co-advisor: Ferraz, Helen Conceição
Abstract: Os combustíveis fósseis são as principais fontes atualmente utilizadas para a obtenção de energia. Com a queima dos mesmos, ocorre a emissão de vários gases na atmosfera, e o grande aumento da concentração destes os tornam nocivos ao meio ambiente, principalmente o CO2, ocasionando um dos problemas ambientais mais preocupantes enfrentados pelo mundo atualmente, o efeito estufa. Dentre as tecnologias mais favoráveis para a remoção de CO2, o processo de separação por membranas tem se destacado por se tratar de uma tecnologia limpa, com custos de manutenção reduzidos, fácil incorporação nas indústrias, baixo consumo energético, alto coeficiente de empacotamento, além de não utilização de solventes orgânicos. Na tentativa de melhorar o desempenho das membranas existentes para esta separação, tem-se buscado explorar a síntese de membranas de matriz mista (MMM) com diferentes polímeros e cargas inorgânicas, o que constitui o objeto de estudo desta pesquisa. Especificamente, objetivou-se desenvolver MMMs de poliuretano contendo carga de nanopartículas de sílica funcionalizadas com grupamento amino para a promoção de um transporte facilitado, através da avaliação do efeito das variáveis operacionais como a concentração de partículas dispersas, a pressão e a temperatura de operação. Os resultados mais promissores se mostraram a baixas pressões (1 bar), onde pode-se observar o melhor desempenho da membrana de poliuretano com 20% (m/m) de sílica nanométrica funcionalizada, que apresentou uma permeabilidade de 80,86 para o CO2 e seletividade de 106,39 para o CO2 frente ao N2 e 20,47 para o CO2 frente a CH4.
Abstract: The fossil fuels are the main sources currently used for obtaining energy. With the burning of these gases, the emission of various gases in the atmosphere occurs, and the great increase in their concentration makes them harmful to the environment, especially the CO2, causing one of the most worrisome environmental problems that the world faces nowadays, the stove effect. Among the most favorable technologies for the removal of CO2, the membrane separation process has stood out because it is a clean technology, with reduced maintenance costs, easy incorporation in the industries, low energy consumption, high coefficient of packaging, besides of non-use of organic solvents. In an attempt to improve the performance of existing membranes for this separation, we have sought to explore the synthesis of mixed matrix membranes (MMM) with different polymers and inorganic fillers, which is the object of this study. Specifically, the objective was to develop polyurethane MMMs containing silica nanoparticles loaded with amine grouping to promote a facilitated transport by evaluating the effect of operational variables such as dispersed particle concentration, pressure and operating temperature. The most promising results were shown at low pressures (1 bar), where the best performance of the polyurethane membrane with 20% (m / m) of functionalized nanometric silica was observed, with a permeability of 80.86 for CO2 and selectivity of 106.39 for CO2 versus N2 and 20.47 for CO2 versus CH4.
Keywords: Separação de CO2
Permeação de gases
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Nanotecnologia
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Oct-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia de Nanotecnologia

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