Ano | 2015 |
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Curso: | Química Licenciatura |
Título: | Preparação e carcterização de carvão ativado polimérico a partir de resina exaurida de estireno e divinilbenzeno sulfonada |
Autor: | Almeida, Mayelle Dornellis de |
Orientador: | Silva, Valmir Jacinto da |
Assuntos: | Carvão ativado - Resina |
Resumo: | O presente trabalho teve por objetivo a preparação e a caracterização de um carvão
ativado polimérico esférico (CAPE), obtido a partir da resina de troca iônica exaurida de
estireno e divinilbenzeno sulfonada (Sty-DVB). A resina exaurida de Sty-DVB foi,
inicialmente, purificada por meio do processo de percolação com ácido clorídrico,
seguida de tratamento térmico a 300 ºC na presença de ar, por um período de 2 horas e
carbonização a 900 ºC, sob fluxo de gás nitrogênio, por 3 horas. Após a carbonização, o
CAPE foi ativado empregando fluxo ascendente de vapor de água, saturado com gás
nitrogênio, na temperatura de 900 ºC por 2 horas. A taxa de aquecimento utilizada em
todas as etapas foi de 5 ºC min
−1
. A caracterização do CAPE foi realizada por medidas
de área superficial específica, espectroscopia de FTIR, titulação de Boehm,
determinação do número de iodo (NI) e MEV. O CAPE obtido, após as etapas de
carbonização e ativação, apresentou um formato que consistiu de esferas regulares,
idênticas ao material polimérico precursor, entretanto, com tamanho menores, que
variaram de 50 a 200 mm, indicando que os tratamentos térmicos não modificaram sua
forma original, que foi confirmada por microscopia ótica e MEV. O decréscimo no
tamanho das pérolas do polímero, ocorreu devido à contração no volume, causada pelos
sucessivos tratamentos térmicos. Por meio da análise de área superficial e volume de
poros, percebeu-se que processo de carbonização provocou uma redução no volume de
mesoporos (V). Essa redução, durante os tratamentos térmicos, pode ser explicada pelo
rearranjo das cadeias do polímero, no decorrer da evolução de gases. Por outro lado,
essa evolução de gases, durante o processo de carbonização, produz microporos e,
consequentemente, aumenta a área superficial específica, que pode ser confirmado pelo
resultado obtido com o número de iodo (NI). As isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio a 77 K e a distribuição de tamanhos de poros indicaram que o CAPE
apresentou características de um material meso e macroporoso. Os espectros de FTIR
do CAPE apresentaram bandas de absorção em 1740 cm
−1
, características de grupos
ceto-enólicos e quinonas. Foram também observadas bandas de absorção entre 1217-
1365 cm
−1
, que podem ser atribuídas ao estiramento do grupo C−O, presentes em
ésteres, lactonas, fenóis e anidridos carboxílicos. Os resultados obtidos indicam que o
CAPE produzido apresenta características ideais, tais como formato e elevada área
superficial específica, e pode ser amplamente utilizado em diversos ramos da indústria,
nos processos de adsorção de substâncias indesejadas e suporte para catalisadores. |
Publicação: | Não Autorizado |
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