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Adsorção de Cu2+ e Cr3+ em efluentes líquidos utilizando a cinza do bagaço da cana-de-açúcar
(Associação Brasileira de Cerâmica - ABCeram, 2015) Melo, Marcus Antônio de Freitas; Ferreira, P. P. L.; Braga, Renata Martins; Teodoro, N. M. A.; Melo, Vítor Rodrigo de Melo e; Melo, Dulce Maria de Araújo
Os efluentes líquidos de algumas indústrias apresentam traços de metais nocivos que possuem propriedade bioacumulativa, o que contribui para o aumento de sua toxicidade. Tendo em vista o crescimento industrial, e o consequente aumento de emissões de contaminantes em efluentes líquidos, a adsorção está entre as operações aplicadas para diminuir as concentrações dos metais a fim de atender a regulamentação ambiental vigente. A biomassa residual vem ganhando destaque no tratamento desses efluentes por se um material renovável e de baixo custo, quando comparado com os adsorventes convencionais. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência da cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC) na adsorção dos íons metálicos Cu2+ e Cr3+ por meio de ensaios de isoterma de adsorção. A CBC foi caracterizada quanto a sua microestrutura, composição química, área de superfície específica e morfologia, e o adsorbato foi analisado por absorção atômica de chama. A CBC apresentou-se de maneira eficaz como um bioadsorvente para ambas as soluções sintéticas, contendo os íons Cu2+ e Cr3+, presentes nos efluentes líquidos. As isotermas de adsorção presentaram um perfil crescente, indicando a eficiência na remoção média de 97,3% para o Cr3+ e 96,4% para o Cu2+, podendo este material ser aplicado como adsorvente em efluentes industriais
Análise da biomassa e extratos tanantes de Protium Heptaphyllum (Aubl.) March, uma espécie com propriedades medicinais
(2020-01-23) Freire, Ageu da Silva Monteiro; Braga, Renata Martins; ; ; Silva, Elania Maria Fernandes; ; Aquino, Flávia de Medeiros;
Protium heptaphyllum é uma espécie arbórea de potencial farmacológico, devido suas propriedades medicinais com compostos de interesse para indústria farmacêutica, sendo relevantes os estudos sobre seus compostos. Este trabalho tem como objetivo a caracterização da casca, da folha e do fruto com sementes da espécie, bem como a obtenção de extratos tanantes, quantificação de taninos e avaliação da composição química, para aplicação em fins farmacológicos. A composição da biomassa das três estruturas foi realizada pelo teor de umidade, teor de cinzas, teor de voláteis e carbono fixo, como também, quantidade de proteína bruta, hemicelulose, lignina e celulose. Para cada estrutura foi quantificado o teor de taninos condensados pelo método de Stiasny, sendo observado também a quantidade de extratos tanantes e a de compostos que não são taninos. A análise termogravimétrica foi realizada para avaliar os comportamentos térmicos e faixa de degradação e, a espectroscopia de infravermelho avaliou quimicamente os grupos funcionais presentes nas macromoléculas. Um teste de toxicidade foi realizado em microcrustáceos Mysidopsis juniae para observar se os extratos tanantes das três estruturas possuem atividade tóxica. A casca, a folha e o fruto de P. heptaphyllum apresentaram diferentes características em sua composição e as mesmas possuem relação com a produção de extrativos na espécie. A quantidade de extratos tanantes, taninos condensados e de não taninos foi, respectivamente, 32,20%, 13,27%, 18,93% no fruto, 15,53%, 9,40% e 6,13% na folha e 8,20%, 5,10% e 3,10% na casca. O índice de Stiasny indicou valores de 60,42% na casca, 63,62% na folha e 41,63% no fruto. As três estruturas apresentaram quantidades de taninos próximas ou superiores a de outras espécies com propriedades medicinais, tais como algumas descritas na Farmacopeia Brasileira. A biomassa e os extratos tanantes das três estruturas apresentaram grupos funcionais hidroxila, ligação C-H e ligação C=O, similares aos identificados em espectros da resina da espécie. Os extratos tanantes das três estruturas apresentaram toxicidade em todas as concentrações, com exceção da casca na menor concentração, mostrando que não deve existir o uso indiscriminado deles e, esse efeito também é de interesse para estudos farmacológicos, contribuindo para agregar valor a mais um subproduto da espécie.
Aplicação de bioadsorventes em sistema combinado adsorção/flotação para tratar água produzida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-01) Deus Júnior, Joemil Oliveira de; Braga, Renata Martins; Melo, Marcus Antônio de Freitas; https://orcid.org/0000-0003-3697-2859; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; https://orcid.org/0000-0002-5633-1808; http://lattes.cnpq.br/4822983508789917; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Oliveira, Karine Fonseca Soares de; Costa, Tiago Roberto da
O gerenciamento da água produzida é uma das preocupações na indústria petrolífera devido à toxicidade deste efluente e o seu imenso volume de produção, de forma que a otimização de técnicas de remoção de contaminantes, como a adsorção e a flotação, é necessária para manter o processo sustentável e pouco oneroso. Por isso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver compósitos bioadsorventes ecológicos e baratos para remover contaminantes da água produzida através da combinação das técnicas de adsorção e flotação. O compósito foi produzido a partir da mistura de quitosana, biocarvão e bentonita e caracterizado por potencial zeta, pH no ponto de carga zero, espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Sua eficiência foi avaliada por testes de bioadsorção em banho finito, flotação por ar dissolvido (FAD) e flotação de partículas biossorventes (FPB) para remoção de TOG e íons Cu 2+ utilizando efluentes sintéticos e uma amostra de água produzida real. A caracterização morfológica e superficial do material evidenciou a presença de uma superfície rugosa, heterogênea e porosa com grupos funcionais orgânicos (ácidos carboxílicos, aminas, grupos OH) que podem se tornar sítios de adsorção de metais pesados e de compostos orgânicos. Os testes biossorção de íons de cobre (II) pelo compósito mostraram que o processo é favorável e espontâneo, obtendo 62,11 mg/g de capacidade máxima de adsorção e 93,21% de percentual de remoção das espécies metálicas. Enquanto para TOG o percentual máximo de remoção alcançado foi de 91,59% e 57,0 mg/g de capacidade máxima de adsorção para o CPAQB. Os testes de FAD e FPB para ambos os contaminantes mostraram que o emprego da técnica combinada adsorção/flotação ocasiona o aumento do percentual de remoção frente à flotação por ar dissolvido com e sem adição de surfactante. Além disso, o tratamento de uma amostra de água produzida real via flotação de partículas biossorventes foi bem sucedido para a remoção de TOG, uma vez que sua concentração foi reduzida de 50 mg/L para 12 mg/L, se enquadrando na legislação vigente. Mostrando que essa técnica e o compósito CPAQB têm potencial de aplicabilidade para o tratamento da água produzida.
Aromáticos renováveis a partir da pirólise flash da lignina kraft
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-07-10) Siqueira, Lorena Araujo de Melo; Braga, Renata Martins; Braga, Renata Martins; Silva, Janduir Egito da; Costa, Juliana Elionara Bezerra da
Com o crescente interesse em fontes renováveis e sustentáveis de energia, a biomassa torna-se um importante recurso alternativo para produção de biocombustíveis e bioprodutos para substituição parcial dos recursos de origem fóssil. Grandes quantidades de lignina são produzidas pela Indústria de Papel e Celulose através do processo kraft, tornando-a como uma das biomassas fonte de aromáticos mais disponível no mundo. Este trabalho teve como objetivo a caracterização energética da lignina Kraft e avaliação do rendimento de aromáticos renováveis em diferentes temperaturas de pirólise flash. A biomassa foi caracterizada através da análise imediata e elementar, poder calorífico, densidade aparente e análise termogravimétrica. A pirólise analítica foi desenvolvida nas temperaturas de 400, 500 e 600°C utilizando um micro pirolisador Py 5200 HP-R conectado ao cromatógrafo a gás. Os resultados demonstraram que esta biomassa se apresenta como uma boa fonte de energia, com um alto poder calorífico, proporcionando um maior rendimento térmico no processo de degradação. Entretanto, esta biomassa apresentou um baixo teor de voláteis para a pirólise e alto teor de cinzas. Como produtos da pirólise têm-se a formação principal de compostos fenólicos e produtos aromáticos com grupos metoxila. A maior quantidade de compostos fenólicos foi obtida à temperatura de 600°C, entretanto com o aumento da temperatura, houve diminuição na quantidade de aromáticos produzidos. Apesar do baixo teor de voláteis, a presença de compostos aromáticos torna o estudo da pirólise da lignina Kraft interessante pelo seu grande potencial como matéria-prima renovável para energia e produtos químicos de alto valor agregado.
Avaliação da dessulfurização de diesel utilizando adsorventes mesoporosos modificados pós-situ com íons metálicos
(2015-12-21) Sales, Rafael Viana; Santos, Luciene da Silva; ; ; http://lattes.cnpq.br/0732488382474688; Souza, Miguel Angelo Fonseca de; ; http://lattes.cnpq.br/3530941218204965; Braga, Renata Martins; ; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; Gomes, Alexandre de Castro Leiras; ; http://lattes.cnpq.br/1292921100356049
A emissão de compostos sulfurados provenientes da queima de combustíveis derivados do refino do petróleo, como óleo diesel e gasolina, é responsável por ocasionar danos ambientais, à saúde humana e aumento de custos industriais. Neste trabalho, foram estudados processos adsortivos de compostos sulfurados do diesel proveniente da Refinaria Potiguar Clara Camarão, RPCC, com elevado teor de enxofre, utilizando sílicas mesoporosas do tipo MCM-41, que foram obtidas por método hidrotérmico, a partir de duas sílicas amorfas, sílica MP1, novo material avaliado neste trabalho e uma sílica comercial, utilizada para comparação. Para os adsorventes mesoporosos MCM-41, sintetizados, foi avaliada a capacidade de adsorção de enxofre em colunas de leito fixo e, posteriormente, os mesmos foram modificados, pós-situ, com cátions metálicos por impregnação úmida e dispersão física. Diferentes composições químicas dos compostos metálicos foram testadas, com a utilização de óxidos e sais, para a obtenção de sítios ativos e avaliação da complexação, entre o enxofre dos compostos orgânicos e os cátions metálicos inseridos nos adsorventes, favorecendo a adsorção. Os adsorventes sintetizados, puros e modificados, foram caracterizados através das técnicas de difratometria de raios X - DRX, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier - FTIR, análises termogravimétricas - TG/DTG, análises texturais pelo método de BET/BJH e microscopia eletrônica de varredura – MEV com espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Um planejamento fatorial do tipo 23, foi aplicado para o estudo do processo de adsorção onde blends dos cátions metálicos foram testados na adsorção dos compostos sulfurados existentes. O monitoramento do teor de enxofre no diesel, durante o processo de adsorção, ocorreu por técnica de Espectrometria de Fluorescência na Região do Ultravioleta (FUV). A cinética e o equilíbrio de adsorção foram avaliados, onde isotermas de equilíbrio foram obtidas para a avaliação da capacidade máxima de adsorção de compostos sulfurados, nos sistemas adsorventes desenvolvidos neste trabalho. Foram obtidas capacidades máximas de adsorção, em mg.g-1, de 16,64 e 14,98, respectivamente, para os adsorventes testados: 2AgS/MCM-41(M) e 1NiS1AgS/MCM-41(M). Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de equilíbrio de Langmuir e Freundlich. A remoção de enxofre presente no diesel foi significante, atingindo o máximo de adsorção de 94,9%, em relação à concentração inicial deste contaminante. Através do estudo estatístico, constatou-se que os blends preparados a partir dos adsorventes modificados por sais apresentaram uma capacidade de adsorção maior em relação aos preparados por impregnação de óxidos metálicos, o que pode contribuir para a redução de custos industriais, uma vez que o método de impregnação úmida dispensa uma segunda calcinação.
Avaliação da produção de biogás a partir da digestão de lodo da estação de tratamento de esgoto (ETE) da UFRN
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-11) Cavalcanti, Oscar Eduardo Reyes; Santos, Luciene da Silva; Anne Beatriz Figueira Câmara; Santos, Luciene da Silva; Moura, Heloise Oliveira Medeiros de Araújo; Braga, Renata Martins
O biogás é o gás proveniente da decomposição anaeróbica de matéria orgânica residual, sendo um biocombustível promissor que tem chamado a atenção de pesquisadores em todo o mundo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de biogás a partir do lodo proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Para tanto, foram montados quatro sistemas biodigestores de bancada, com variação de temperatura e data de coleta de lodo. As análises dos gases obtidos foram realizadas utilizando técnicas colorimétricas para avaliar teores de H2S e NH3. O teor de CH4 e CO2 produzidos foram obtidos por adaptação do método de Orsat. Os testes foram realizados com duas amostras de lodo, denominadas lodo 1 e lodo 2, que foram colhidas em períodos diferentes, e submetidas aos quatro sistemas com dois sistemas utilizando temperaturas de 35 °C e mais dois utilizando 45 °C. Os melhores resultados foram obtidos para o lodo 2, a 45 °C, que possui uma composição média de 2,56 ppmV de H2S, 4,75 de ppmV NH3, teor de metano de 80 %(v/v) e 20 %(v/v) de dióxido de carbono, com uma média de produção de 241,6 mL de gás a cada 24 horas. A caracterização do lodo foi realizada utilizando difração de raios X (DRX), fluorescência na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e pela técnica de fluorescência de raios X (FRX), obtendo-se resultados condizentes com a literatura especializada quanto à composição do lodo, sendo majoritariamente composto de SiO2, Al2O3, K2O e FeO3, além da presença de outros metais, como Cr2O3, NiO, ZnO, PbO e CuO, devido a resíduos decorrentes de laboratórios conectados à rede da ETE. Com isso, os resultados experimentais indicaram que o lodo produzido na ETE possui uma alta viabilidade para seu reaproveitamento na geração de biogás, contribuindo, de maneira sustentável, para o reaproveitamento de um resíduo.
Avaliação de compatibilidade entre pasta de cimento e fluido de perfuração não-aquoso utilizados em poços petrolíferos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-12-29) Soares, Angelo Araújo; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/5357836338207138; Neto, Alcides de Oliveira Wanderley; ; http://lattes.cnpq.br/4789528535524269; Garnica, Alfredo Ismael Curbelo; ; http://lattes.cnpq.br/0257037690238235; Braga, Renata Martins; ; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328
O teste de compatibilidade entre um fluido de perfuração e uma pasta de cimento é uma das etapas que antecedem uma operação de cimentação de poços de petróleo. Este teste permite avaliar os principais efeitos que uma contaminação destes dois fluidos pode ocasionar as propriedades tecnológicas de uma pasta de cimento. As interações entre uma pasta de cimento e um fluido de perfuração, devido suas diferentes composições químicas, podem comprometer as reações de hidratação do cimento, prejudicando a operação de cimentação. Desta forma, realizou-se o estudo da compatibilidade de um fluido de perfuração não-aquoso e uma pasta de cimento aditivada. Os procedimentos de preparação do fluido de perfuração não-aquoso, da pasta de cimento e de realização do teste de compatibilidade foram realizados conforme estabelecido por normas da indústria do petróleo. Neste teste de compatibilidade avaliou-se as propriedades reológicas, o tempo de espessamento, a estabilidade e a resistência à compressão das pastas de cimento. Realizou-se também análises de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X das misturas obtidas pelo teste de compatibilidade para se determinar as modificações microestruturais nas pastas de cimento. O teste de compatibilidade não apresentou mudanças visuais nas propriedades da pasta de cimento, como a separação de fases. Entretanto, após a adição de fluido de perfuração não-aquoso à pasta de cimento houve um aumento do valor da viscosidade plástica, do limite de escoamento e da força gel. Dentre os principais fatores causadores pode-se citar: a reação química dos componentes presentes no fluido de perfuração não-aquoso, como o emulsificante primário, o agente óleo molhante e a parafina, com os constituintes químicos do cimento. Houve uma redução da resistência mecânica à compressão da pasta de cimento após a mistura com este fluido de perfuração. O teste de espessamento demonstrou que o agente óleo molhante e a alta salinidade do fluido nãoaquoso possuem ação aceleradora do tempo de pega da pasta de cimento. A estabilidade da pasta de cimento é prejudicada à medida que ocorre o aumento da contaminação da pasta de cimento com o fluido não-aquoso. A difração de raios X identificou a formação da portlandita e silicato de cálcio nas amostras contaminadas. A microscopia eletrônica de varredura confirmou o desenvolvimento das estruturas identificadas na difração de raios X e constatou também a presença de microcavidades na pasta de cimento curada. Estas últimas, formadas pela estabilização da emulsão do fluido de perfuração na pasta de cimento, corroboram com à redução da resistência mecânica. O agente óleo molhante, componente do fluido de perfuração não-aquoso, modificou os processos de hidratação do cimento, afetando principalmente o tempo de pega
Avaliação de minérios e rejeitos industriais à base de ferro como transportadores de oxigênio e do resíduo do algodão colorido para o processo Biomass Chemical Looping Gasification – BCLG
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-14) Santiago, Rebecca Araújo Barros do Nascimento; Melo, Dulce Maria de Araújo; Rubio, Iñaki Adánez; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; http://lattes.cnpq.br/1877747013074680; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; Braga, Renata Martins
A redução das emissões antropogênicas de gases de efeito estufa (GEE) tornou-se uma das principais preocupações ambientais enfrentadas neste século. Limitar o aquecimento global a 1,5 ºC até 2100, conforme estabelecido no Acordo de Paris, requer minimizar as emissões cumulativas de CO2 e de outros GEE, como o metano (CH4). Nesse contexto, a utilização de biocombustíveis (biomassas) associado a processos de Captura e Armazenamento de CO2 (CAC) apresenta-se como uma solução atrativa a fim de alcançar zero emissões de dióxido de carbono em processos industriais. Biomass Chemical Looping Gaseification – BCLG surgiu como uma opção inovadora e vantajosa em relação a gaseificação convencional, pois produz gás de síntese de elevada pureza, não diluído em N2 e com menor penalidade energética e econômica. Um critério fundamental no desenvolvimento do processo BCLG é a seleção adequada de um transportador de oxigênio (TO). Minérios e rejeitos à base de ferro são atrativos em aplicações industriais Chemical Looping (CL) devido a seu baixo custo, abundância e composição heterogênea. Em vista disso, esta tese de doutorado tem como objetivo avaliar o potencial de quatro transportadores de oxigênio à base de ferro, como minério de ferro do Brasil (Carajás - CRJ), resíduos de ferro da indústria siderúrgica (Derramamento – DRM) e (Carepa - CRP), com também da mistura física do DRM com o resíduo da casca de ovo (DRM-RCO), para posterior aplicação no processo BCLG. Dessa forma, analisou-se o potencial energético do resíduo do algodão colorido (BRAC) através de técnicas de caracterizações como densidade aparente, análise imediata, poder calorífico e análise química elementar. Os transportadores de oxigênio foram avaliados por técnicas como Florescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), Granulometria a laser, Picnometria, Microscopia Eletrônica de Varredura por emissão de campo (MEV-FEG) com Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Temperatura Programada de Redução (RTP), resistência mecânica, perda por atrito (Air Jate Index) e avaliação da reatividade por termogravimetria. Após às caracterizações, verificou-se que a biomassa BRAC é um potencial combustível pois apresentou características composicionais e energéticas promissoras para o processo BCLG. Como também, que o TO CRJ possuía propriedades físico-químicas apropriadas para ser avaliado no reator de leito fluidizado descontínuo – Reator Batch, sob condições semelhantes às de CLC, utilizando como gás combustível H2, CO e CH4 a diferentes temperaturas (850 °C, 900 °C e 950 °C). As partículas CRJ pós-Batch foram avaliadas por técnicas de caracterização: Resistência mecânica, AJI, DRX, MEV-FEG e análise da reatividade com H2 e CH4. Foi possível concluir que o transportador CRJ apresentou boa conversão do combustível e reatividade com H2, seguido do combustível CO e por fim, com CH4. Outrossim, não apresentou deposição de carbono e foi observado mínima perda por atrito durante 12h de operação, resultando em um tempo de vida útil de 12.030h. Após os testes no Reator Batch, o TO CRJ não apresentou problemas de aglomeração e desfluidização e manteve sua reatividade sob gás hidrogênio.
Bioadsorção de azul de metileno por compósitos de quitosana, vermiculita e carvão de eucalipto: caracterização e aplicação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-06-27) Franco, Francisca Iara Araujo; Braga, Renata Martins; Deus Jr, Joemil Oliveira de; https://orcid.org/0000-0002-5633-1808; http://lattes.cnpq.br/4822983508789917; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; http://lattes.cnpq.br/2545575899712812; Braga, Renata Martins; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; Oliveira, Karine Fonseca Soares de; https://orcid.org/0000-0002-4895-0887; http://lattes.cnpq.br/9149464840954038; Deus Jr, Joemil Oliveira de; https://orcid.org/0000-0002-5633-1808; http://lattes.cnpq.br/4822983508789917
A crescente demanda por processos produtivos sustentáveis na indústria têxtil tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias eficientes para o tratamento de efluentes, especialmente aqueles contendo corantes sintéticos, como o azul de metileno (AM), conhecido por sua baixa biodegradabilidade e elevada toxicidade em altas concentrações. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver e aplicar bioadsorventes sustentáveis para a remoção de AM em soluções aquosas. Foram investigados três bioadsorventes: carvão de eucalipto (CE), compósito de quitosana e vermiculita (CQV) e compósito de quitosana, vermiculita e carvão de eucalipto (CQVE). Após a preparação, os materiais foram submetidos à caracterização por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e determinação do pH no ponto de carga zero, além de ensaios de adsorção em sistema de batelada. As caracterizações revelaram propriedades que potencializam a capacidade de adsorção dos materiais. A análise por FTIR identificou a presença dos grupos funcionais O–H, C=O e Si–O no CQV, enquanto no CE os principais grupos foram O–H, C–O e C=O. Já o CQVE apresentou em sua superfície os mesmos grupos observados nos materiais precursores, embora com bandas de menor intensidade. As micrografias revelaram morfologias distintas entre os bioadsorventes, onde o compósito CQV apresentou áreas com aspecto rugoso e heterogêneas, o CE exibiu grande quantidade de poros e cavidades e o CQVE combinou características dos dois materiais, com estrutura heterogênea e presença de fragmentos de carvão. Os ensaios de adsorção demonstraram elevada eficiência para todos os materiais. O CQV apresentou um percentual de remoção de 97,14% e capacidade máxima de adsorção (q) de 5,43 mg/g, com melhor ajuste à isoterma de Langmuir e à cinética de Elovich, atingindo o equilíbrio em 960 minutos. O CE apresentou 97,36% de remoção, com q de 14,56 mg/g, ajuste à isoterma de Freundlich, cinética de pseudo-segunda ordem e tempo de equilíbrio de 120 minutos. Já o CQVE apresentou 95,45% de remoção, com q de 10,58 mg/g, isoterma de Freundlich, cinética de Elovich e equilíbrio em 480 minutos. Apesar da menor eficiência adsortiva apresentada pelo compósito CQVE, a junção dos componentes conferiu propriedades favoráveis, como a redução no tempo de equilíbrio, o que pode representar uma vantagem em aplicações industriais ao possibilitar menor consumo de energia e maior eficiência operacional. Além disso, o compósito apresenta facilidade de recuperação do meio aquoso, favorecendo sua possível reutilização.
Bioadsorvente derivado da pachira aquatica aubl. no processo de biossorção para remoção de metais em efluentes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-08-31) Nascimento, Talita Lorena da Silva do; Braga, Renata Martins; Melo, Marcus Antônio de Freitas; 04514998320; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; http://lattes.cnpq.br/5936436097301019; Curbelo, Fabíola Dias da Silva; http://lattes.cnpq.br/6991333478380004; Oliveira, Karine Fonseca Soares de; http://lattes.cnpq.br/9149464840954038; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; http://lattes.cnpq.br/0425277527484841
O uso de subprodutos agroindustriais para remoção de contaminantes através do processo de adsorção tem sido uma alternativa sustentável devido sua origem renovável, abundância, baixo custo e eficiência comparada ao carvão comercial. Nesse sentido, o presente estudo objetivou investigar a utilização do bioadsorvente derivado da casca do fruto da Pachira aquática para remoção de íons metálicos em solução aquosa. O bioadsorvente foi produzido através da carbonização das cascas da biomassa a 450°C, e caracterizado através da análise imediata, DRX, MEV, potencial de carga zero, potencial zeta, termogravimetria e titulação de Boehm. O planejamento fatorial completo com pontos centrais foi aplicado para otimizar os ensaios de adsorção e verificar a influência da concentração de íons metálicos Ni2+ e Cd2+, massa de adsorvente e temperatura na capacidade de remoção de tais íons. Os ensaios de adsorção foram desenvolvidos por meio de sistemas em batelada e em coluna de leito fixo. Os ensaios de cinética indicaram a ocorrência quimissorção, sendo o modelo de pseudo segunda ordem o que melhor se ajustou aos dados experimentais. O equilíbrio do processo foi atingido em 300 min com remoção de 81% e 96% para Ni2+ e Cd2+, respectivamente. Os ensaios isotérmicos demonstraram que o modelo que melhor descreveu o processo foi o de Langmuir, também sugerindo a ocorrência de quimissorção, e que o aumento da concentração de adsorbato aumentou a quantidade de íons removido pelo CPA. O estudo da termodinâmica de adsorção mostrou que o sistema, para ambos os íons, é endotérmico, uma vez que os valores de ΔH foram positivos, e que as condições de adsorção são não espontâneas, indicadas pelos resultados de ΔG positivo. Além disso, os resultados de ΔH >20 kJ/mol para ambos os íons confirmaram que o processo ocorrido foi o de quimissorção. As curvas de ruptura mostraram que a uma vazão de 3 mL/min e altura de leito de 12 cm obteve-se resultados maiores de remoção. A capacidade de adsorção dos metais na coluna de leito fixo foi maior para o Cd2+ do que Ni2+. Foi observado que para a concentração do adsorbato de 100 mg/L o tempo de ruptura foi atingido muito rápido, porém diminuindo a concentração para 45 mg/L esse tempo foi aumentado em cerca de 6x. O bioadsorvente produzido a partir da casca do fruto da Pachira aquática tem potencial de remoção de metais em efluentes industriais, proporcionando valorização de um subproduto florestal de forma sustentável através de sua aplicação em sistemas de tratamento de efluentes.
Bioadsorvente derivado do carvão da casca da castanha de caju para remoção de contaminantes em água produzida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-23) Oliveira, Karine Fonseca Soares de; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/9149464840954038; Braga, Renata Martins; ; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; Santiago, Rodrigo César; ; http://lattes.cnpq.br/6823966481089536; Curbelo, Fabíola Dias da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6991333478380004; Melo, Vítor Rodrigo de Melo e; ; http://lattes.cnpq.br/0892282595815754
A água produzida de petróleo é um efluente industrial com composição bastante complexa e seu descarte indevido gera danos ao meio ambiente. Um dos métodos de tratamento da água produzida é a adsorção, no entanto, o uso do carvão ativado comercial como adsorvente, em escala industrial, torna o processo oneroso. Uma alternativa para a substituição do carvão ativado comercial é a utilização bioadsorventes, que vem ganhando ênfase nas últimas décadas, apresentam alta performance e um baixo custo de produção. O Nordeste é o maior produtor de castanha de caju no Brasil, logo o beneficiamento do caju (Anarcadium accidentale L) gera bastante resíduo lignocelulósico, a casca da castanha de caju, que pode ser reutilizado como bioadsorvente. O objetivo deste trabalho é desenvolver um bioadsorvente eficiente e de baixo custo, reutilizando o carvão da casca da castanha de caju (Anarcadium acidentale L) para a remoção de íons metálicos (Cu2+, Pb2+ e Cr3+) e teor de óleo e graxas (TOG). O bioadsorvente foi pré tratado com NaOH e caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), o ponto de carga zero (pHpcz) e a titulação de Boehm. Os ensaios de adsorção envolveram experimentos de cinética e equilíbrio de adsorção, em sistema de batelada, utilizando soluções iônicas mono e multielementares, e em coluna de leito fixo para a solução metálica multielementar e solução semi sintética de TOG. Os resultados de caracterização obtidos revelaram a presença de grupos hidroxilas, carboxilas e carbonilas, assim como uma estrutura irregular e heterogênea, que são características favoráveis para o processo de adsorção. Os modelos cinéticos das soluções multielementares mostraram que ocorreu processo de quimissorção, assim como os modelos de isoterma que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram de Langmuir para o Cu2+, e Redclih-Peterson para o Pb2+ e Cr3+. As curvas de ruptura dos íons metálicos mostraram que na vazão de 7 mL/min e uma altura de leito de 5 cm, o tempo de rutura para o Cu2+ e Pb2+ foi de 10,70 min e para o Cr3+ foi de 8,56 min. As capacidades de adsorção dos metais na coluna de leito fixo obteve a seguinte ordem Pb2+ < Cr3+ < Cu2+, sendo menor que aquela obtida no sistema em batelada. A dessorção dos ions metálicos, retidos na coluna, foi suficiente usando HCl 1,0 mol/L como eluente. Os ensaios de regeneração da coluna mostraram que o bioadsorvente pode ser utilizado por dois ciclos, seguindo os parâmetros estudados. O ponto de ruptura para TOG foi em aproximadamente 25 min e a saturação do leito não foi atingida no tempo de 171,34 min, a capacidade de adsorção no tempo de operação da coluna de 171 min foi de 4,85 mg/g. Concluise que o bioabsorvente produzido a partir da casca da castanha de caju tem alto potencial de remoção de metais e TOG, além de ser um produto abundante na natureza, é renovável e biodegradável e seu reaproveitamento contribui para a redução da poluição ambiental, a produção de resíduo e melhora a economia circular local através da valorização do subproduto.
Caracterização do bioadsorvente produzido a partir da torta de mamona (Ricinus communis L.)
(2019-04-04) Ferreira, Lucélio Mendes; Melo, Rafael Rodolfo de; ; ; Souza, Cleber Brito de; ; Braga, Renata Martins;
A adsorção é uma das tecnologias mais empregadas na remoção de contaminantes de águas e, vem ganhando destaque. No tratamento de efluentes, a adsorção com carvão ativado (CA) apresenta-se como um método eficiente. A principal vantagem da produção de CA é o aproveitamento de resíduos que seriam descartados, muitas vezes, de forma inadequada. Neste contexto, o presente estudo visa o aproveitamento de resíduos agroindustriais (torta de mamona), na produção de carvão ativado com características adsortivas que, posteriormente, possa ser utilizado na aplicação de tratamento de efluentes industriais. Os carvões foram produzidos em diferentes concentrações de ativante, tempo e temperatura, a partir de torta de mamona, em seguida caracterizados quanto a análise química, termogravimétrica (TGA), rendimento, pH de carga zero (pHcz), mesoporosidade, superfície de Brunauer, Emmett e Teller (BET) e, microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a caracterização, foram realizados testes de adsorção de azul de metileno, visando avaliar a capacidade adsortiva dos mesmos e, os resultados aplicados nas equações de Langmuir e Freundlich para verificar o ajuste dos dados. A caracterização química da torta de mamona (TM) demonstrou que o material apresenta composição estrutural heterogênea, quanto aos seus componentes de celulose, hemicelulose e lignina. Na análise de TGA observou-se estabilidade térmica na decomposição e rendimento médio maior a 400 ºC, e pHcz dos carvões com amplas faixas de atuação do ácido ao básico, e desenvolvimento de mesoporos com boa capacidade adsortiva para CA a 800 ºC. A adsorção de N2 demonstrou CA com isotermas do tipo IV, apresentado imagens com aparências de colmeias na análise MEV. O melhor resultado apresentado no teste de adsorção foi observado no CA a 800°C, com 60 minutos e 40% do ácido fosfórico (H3PO4) e o modelo matemático que melhor se adequou foi a isoterma de Langmuir com correlação 0,99948, demonstrando que o tipo de absorção realizada foi de monocamadas.
Caracterização e utilização de carvão de Eucalyptus urograndis oxidado com H2O2
(2019-01-31) Souza, Elias Costa de; Pimenta, Alexandre Santos; ; ; Braga, Renata Martins; ; Medeiros Neto, Pedro Nicó de;
O carvão ativado é um importante produto, aplicado em diversas áreas, podendo destacar a sua utilização na remediação ambiental através da adsorção de contaminantes em efluentes líquidos e gasosos. Este trabalho teve como objetivo geral realizar a oxidação e caracterização de carvões de Eucalyptus urograndis, oxidados com peróxido de hidrogênio (H2O2) para remoção de metais pesados em meio aquoso, realizando o estudo termodinâmico do processo de adsorção. Foram utilizados discos da madeira de um híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com cinco anos de idade, para a realização das carbonizações. Após carbonizado, parte do material foi oxidado em um agitador magnético, a 80 °C, durante 4h, utilizando H2O2 a 30%. Em seguida, foi realizada a caracterização do carvões (TG-DTG, FTIR, MEV e CHNS-O), posteriormente, foi realizada a cinética de adsorção de Cu(II) em meio aquoso, utilizando uma solução sintética, e foram realizados estudo do pH da solução e da massa dos adsorventes. Por fim, foram confeccionadas as Isotermas de Langmuir e Freundlich, tanto para um sistema com um único metal (Cu), quanto em um sistema com uma mistura de metais (Cu, Ni, Cd) com concentrações variando de 50 a 250 ppm. O adsorvente oxidado com H2O2 atingiu o equilíbrio de adsorção com apenas 30 segundos, no sistema testado. A massa ideal de adsorvente encontrada foi de 0,4 g. O pH ideal de adsorção da solução encontrado foi 5. Os melhores valores da capacidade total de adsorção do adsorvente oxidado foi igual a 263.77 mg.g -1 para os valores experimentais e 235.77 mg.g-1 para o valor calculado pelo modelo de Langmuir. O modelo de isoterma de adsorção que mais se aplicou foi o de Langmuir, com um coeficiente de correlação igual a 0.9976, para o carvão oxidado. Em um sistema contendo 3 diferentes metais, a capacidade total de adsorção do carvão oxidado foi igual a 305.35 mg.g-1 para os valores experimentais e 270.91 mg.g-1 para os valores calculados pela Isoterma de Langmuir. Foi observado que a afinidade de adsorção segue a sequência: Cu>Cd>Ni. O carvão de Eucalyptus urograndis oxidado com H2O2 se mostrou eficiente para serem utilizado na remoção de metais pesados de soluções aquosas e a capacidade total de adsorção aumenta quando o adsorvente é utilizado em um sistema contendo mais de um metal. A oxidação provocou alterações morfológicas no carvão vegetal, favorecendo, assim, sua capacidade de adsorção.
Caracterização energética do resíduo lignocelulósico da Bixa orellana L. para aplicação no processo de pirólise rápida
(2020-01-24) Melo, Talvanis Clóvis Santos de; Braga, Renata Martins; ; ; Silva, Elania Maria Fernandes; ; Barros, Joana Maria de Farias;
O Brasil é o maior produtor mundial de urucum, sendo responsável por mais de 50% da produção mundial, e no beneficiamento dos frutos de Bixa orellana para extração de pigmentos corantes como a bixina, são produzidos grandes quantidades de resíduos sem aplicação definida. Nesse contexto o objetivo do trabalho será a caracterização energética do resíduo do beneficiamento do urucum a fim fornecer subsídios para o aproveitamento energético no processo de pirólise rápida. A análise foi feita a partir de amostras coletadas em um plantio localizado no munícipio de Bonito/PE. A biomassa foi caracterizada através da caracterização físico-química por Análise Imediata (teor de voláteis, umidade, carbono fixo e cinzas), Análise Elementar, Análise Composicional, Análise Termogravimétrica, Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e o Poder Calorífico. Pelos resultados, tem-se que a biomassa possui um moderado poder calorífico (15,04 MJ/Kg), baixo teor de umidade (9,71%), apresentando alto percentual de material volátil (78,50%) e alto teor de lignina (32,15 %) mostrando assim bom potencial para o aproveitamento energético desse tipo de biomassa. Os resultados da pirólise indicam uma boa produção de fenóis, representando a maior parcela encontrada (cerca de 35%), sendo esses interessantes para diversas áreas da indústria, como as indústrias de resinas fenólicas, pesticidas e tintas, mostrando assim bom potencial para o aproveitamento energético tanto na queima direta, quando no aproveitamento dos produtos da pirólise.
Caracterização energética dos frutos e sementes da Pachira aquatica Aubl. para aplicação em processos de conversão termoquímica
(2019-07-29) Correia, Luiz Augusto da Silva; Braga, Renata Martins; ; ; Garnica, Alfredo Ismael Curbelo; ; Silva, Elania Maria Fernandes;
O estudo de diferentes fontes de energia renovável vem se intensificando devido às mudanças climáticas atuais, ao aumento populacional e em função da crescente demanda energética. Assim, a biomassa surge como recurso alternativo em função da sua disponibilidade e potencialidade de transformação em produtos e biocombustíveis. A sua caracterização permite avaliar o seu potencial energético para adequar a aplicação em processos de conversão energética. Este trabalho tem como objetivo a caracterização energética das cascas dos frutos e das sementes e do óleo da Pachira aquatica Aubl. para avaliação do seu potencial energético para aplicação em processos de conversão termoquímica. A caracterização físico-química e térmica das cascas dos frutos foi realizada a partir da análise imediata para determinação dos teores de umidade, materiais voláteis e cinzas, além do carbono fixo, calculado por diferença; a análise elementar, para determinação do percentual de carbono, hidrogênio e nitrogênio; a determinação da densidade aparente; o teor de hemicelulose (FDA), celulose (FDN) e lignina (Klason); além da análise termogravimétrica, utilizando balança termogravimétrica, da espectroscopia na região do infravermelho, realizada em espectrofotômetro de infravermelho com transformada de Fourier e da pirólise analítica, a partir de um pirolisador acoplado a um cromatógrafo a gás. Realizou-se também a carbonização das cascas dos frutos e os seus rendimentos gravimétricos. Para a caracterização das sementes determinou-se os teores de umidade, matéria seca, cinzas, proteína bruta, gordura (extrato etéreo), carboidratos totais, hemicelulose, celulose e lignina, além do poder calorífico. As sementes e o óleo obtido destas foram submetidos à análise termogravimétrica. Determinou-se, ainda, o perfil dos ácidos graxos do óleo obtido das sementes da Pachira aquatica por cromatografia gasosa (GC/MS). A biomassa das cascas dos frutos da Pachira aquatica apresenta potencial para aplicação em processos de conversão energética, demonstrando 76,90% de material volátil, densidade aparente de 252,6 kg/m3 e poder calorífico superior de 16,24 MJ/kg, além de baixo teor de umidade (6,58%) e cinzas (5,75%). Os compostos químicos identificados como produtos da pirólise rápida foram em sua maioria compostos oxigenados como fenóis e cetonas. A carbonização das cascas dos frutos apresentou rendimento gravimétrico em carvão de 32,03%, em líquido pirolenhoso de 46,53% e em gases não condensáveis de 21,44%. Os resultados observados indicam que as sementes da Pachira aquatica apresentam 5,04% de umidade, 94,96% de matéria seca e 5,10% de material mineral (cinzas). Verificou-se também que o percentual proteína bruta e de carboidratos totais foram de 12,55% e 46,71%, respectivamente. Já o percentual de gordura identificado a partir do extrato etéreo foi de 35,64%. E o poder calorífico constatado foi de 26,97 MJ/kg. O óleo obtido das sementes da Pachira aquatica apresentou em sua composição os ácidos graxos: ácido palmítico, ácido elaídico e ácido linoleico. Esta composição indica o potencial de uso destas sementes para extração do óleo e aproveitamento industrial. Os resultados comprovam o potencial energético das cascas dos frutos da Pachira aquatica para aplicação em processos de conversão termoquímica, como combustão, carbonização e pirólise, para aproveitamento sustentável desta biomassa.
Caracterização energética e avaliação dos produtos da pirólise rápida de resíduos agrícolas regionais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-11-28) Calixto, Guilherme Quintela; Braga, Renata Martins; Melo, Marcus Antonio de Freitas; Silva, Janduir Egito da
As varias mudanças climáticas agravadas principalmente pelo uso dos combustiveis fosseis e convencionais vem incorporando às fontes energéticas renováveis um papel muito importante no futuro, principalmete devido a importancia da energia na sociedade como geradora de riquezas e fator de desenvolvimento econômico. Com o interesse de descobrir novas fontes energéticas, este trabalho investiga o potencial de três resíduos agrícolas: palha do milho, vagem do feijão e bagaço de cana-de-açúcar, com o objetivo de caracterizá-los para avaliar seus potenciais energéticos, com posterior avaliação dos produtos obtidos na pirólise analítica. As biomassas foram caracterizadas através da caracterização físico-química por Análise Imediata (teor de voláteis, umidade, carbono fixo e cinzas), Análise Termogravimétrica, Poder Calorífico, composição química de suas cinzas por fluorescência de raios X e analise dos compostos pirolisados. Pelos resultados, tem-se que a a palha do milho, vagem e bagaço de cana-de-açúcar são biomassas com elevado poder calorífico (17,5 MJ/Kg, 16,1 MJ/Kg, e 19,3 MJ/Kg, respectivamente), baixo teor de umidade e cinzas, apresentando alto percentual de material volátil (82,8%, 78,2%, e 77,8%, respectivamente). De acordo com a análise de pirólise analítica (Py-GC/MS), as principais classes de compostos presentes foram os fenóis, furanos, e compostos de cadeia curta (C1-C4). Estas são características que as tornam viáveis para aplicação em processo de conversão de energia para obtenção de biocombustíveis.
Caracterização química do extrato da Imburana (Commiphora Leptophloeos) e seu emprego na síntese verde de partículas de CuFe2O4
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-29) Campos, Ranayanne Suylane Pereira; Melo, Dulce Maria de Araújo; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; https://orcid.org/0000-0002-2793-6218; http://lattes.cnpq.br/5322102450746157; Braga, Renata Martins; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; Figueredo, Gilvan Pereira de; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo; http://lattes.cnpq.br/7274621195761563
Nanopartículas de Ferrita de Cobre (CuFe2O4) foram sintetizadas por uma rota verde utilizando o extrato aquoso e hidroetanólico da casca da Commiphora Leptophloeos, popularmente conhecida como “Imburana”, planta nativa da região da Caatinga no Brasil. Os fitoconstituintes presentes no extrato foram utilizados como agentes capeadores e quelantes para a síntese das partículas de CuFe2O4. Todas as caracterizações da casca e extrato da planta foram realizadas por análises de FTIR, TG, UV/Vis e HPLC-MS/MS. O tamanho das partículas, morfologias e propriedades dos materiais obtidos foram analisados por espectroscopia DRX, MEV, UV/Vis e FTIR. O presente estudo pretende demonstrar a eficácia da utilização de extratos naturais como provedores de metabólicos secundários para redução e estabilização de estruturas de óxidos metálicos, no caso, as Ferritas fazendo-se uso de uma rota de síntese verde ecologicamente correta. Foram identificados como metabólitos secundários nos extratos ácidos e flavonoides. A presença dos ácido quínico, eriodictiol, catequinas, quercetinas e luteolinas, demostraram boa eficiência e ação como agentes redutores, capeadores e estabilizadores para síntese das partículas de CuFe2O4. As partículas obtidas apresentaram tamanho do cristalito entre 25,6 e 42,4 nm na presença do extrato. Os espectros UV-Vis e FTIR resultaram em bandas características da Ferrita de cobre, confirmando sua formação da estrutura um espinélio inverso com sítios octaédricos e tetraédricos, a morfologia das amostras na presença do extrato passaram a apesentar de forma uniforme, flocular e aglomeradas. A presença dos fitoconstituintes mostrou-se efetiva para formação das partículas de CuFe2O4 realizando a redução e estabilização das partículas.
Catalisadores a base de Níquel suportados em perovskitas do tipo CexAl2-xO3 para a reforma a seco do Metano
(2019-03-15) Araújo, Tomaz Rodrigues de; Melo, Marcus Antonio de Freitas; ; ; Vitor Sobrinho, Eledir; ; Braga, Renata Martins; ; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo; ; Santiago, Rodrigo César;
O aluminato de cério é uma perovskita do tipo AmBnO3 que tem propriedades catalíticas ainda pouco estudadas quando sintetizada por autocombustão assistida por micro-ondas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi produzir aluminato de cério via combustão assistida por micro-ondas em etapa única usando ureia (250% excesso) como combustível e aplicá-los como suporte para catalisadores destinados à produção de gás de síntese via reforma a seco do metano. Os suportes foram denominados por CexAl2-xO3, onde x é o teor em mol de cério (x = 0,25; 0,50; 0,75 e 1); após a síntese os suportes foram impregnados por via úmida com 10% de níquel em massa e posteriormente calcinados à 500°C por 3 h à 10 °C.min-1 , sendo denominados por Ni/CexAl2-xO3 (catalisadores). Uma α-Al2O3 foi usada como referência (Ni/α-Al2O3). A difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS e MEV-FEG), análise termogravimétrica, densidade por picnonometria a gás hélio, redução a temperatura programada e espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível foram às técnicas usadas nas caracterizações, além do teste catalítico “in situ” realizado na linha XPD do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron analisando a estabilidade e evolução da estrutura cristalina por DRX. Os resultados mostram que houve formação do aluminato na síntese com início do aumento da refletividade em 380 nm; a presença dos defeitos microestruturais e macroestruturais impactaram na variação da refletividade na região do UV-visível e na variação dos valores das densidades (5,06 a 5,96 g.cm- ³); morfologias heterogêneas expressadas por superfícies diversificadas, relevos acidentados, particulados tendendo à simetria equiaxiais e sinais de perfurações circunferenciais, além de cristais prismáticos crescendo paralelamente a superfície. Da reforma a seco do metano, as conversões de CO2 e CH4 ficaram acima de 60 %, mesmo havendo formação de coque na forma de nanotubos, todavia, não houve desativação dos catalisadores após 20 h de reação. Todos os catalisadores contendo cério apresentaram maior conversão de CH4 e CO2 e melhor estabilidade do que o catalisador Ni/α-Al2O3, os catalisadores com 0,50 e 0,75 em mol de cério apresentaram maior seletividade para o CO2 e maior quantidade de coque. O catalisador com percentual 0,25 em mol de cério apresentou os maiores percentuais de conversões, melhor estabilidade e menor formação de coque. O catalisador Ni/Ce1Al1O3 apresentou melhor razão H2/Co (1,02). O teste catalítico “in situ” mostra estabilidade da estrutura cristalina (CeAlO3) e da fase CeAl11O18 no em um dos catalisadores. Estes resultados mostram-se pertinentes, visto que o trabalho produziu em etapa única suportes catalíticos de perovskitas (CexAl2-xO3) com estruturas estáveis que influenciaram positivamente no desempenho dos catalisadores a base de níquel aplicados na produção do gás de síntese, além de otimizar o processo de fabricação destes catalisadores com a eliminação da etapa de calcinação do suporte.
Catalisadores de Ni suportado em MgAl2O4 para reforma a seco do metano: efeito da rota de síntese por combustão nas propriedades catalíticas
(2019-07-19) Souza, Marcel Galdino de; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; ; Braga, Renata Martins; ; Santiago, Rodrigo César;
Nos últimos anos a demanda energética mundial tem aumentado rapidamente sendo o petróleo a principal fonte energética dessa matriz, porém, por se tratar de um recurso limitado e poluente, diversas pesquisas estão voltadas para encontrar uma fonte que possa substituir a atual. Dessa forma, surge o hidrogênio como uma fonte alternativa de energia limpa, renovável e de alto rendimento energético. Com isso, este trabalho avalia o método de síntese e sua influência na preparação de catalisadores para o processo de reforma a seco de metano o qual fornece como um dos produtos o H2. Os catalisadores usados na reforma foram sintetizados via combustão assistida por micro-ondas usando-se ureia como combustível com concentração de 25 e 200% do valor estequiométrico; para dois dos materiais preparados a fase ativa foi incorporada via método one-pot e para os outros dois materiais usou-se o método de impregnação para incorporar o níquel para dois desses catalisadores. A caracterização dos materiais sintetizados foi feita por difração de raios X (DRX), área superficial (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e termorredução programada (TPR). O catalisador feito pelo método da impregnação com baixo teor de ureia apresentou uma alta estabilidade catalítica, já o material sintetizado pelo método One-pot com alto teor de combustível e sem calcinação apresentou uma alta reatividade. Os resultados obtidos com as conversões de metano e dióxido de carbono foram bastantes promissoras, principalmente, para o Ni-MgAl (IBT) e Ni-MgAl (OAT), onde obteve-se conversões em torno de 90% após 12h de reação e a uma temperatura de operação de 800°C.
Catalytic upgrading of Elephant grass (Pennisetum purpureum Schum) pyrolysis vapor using WO3 supported on RHA and RHA-MCM-41
(Elsevier, 2017-01-01) Melo, Marcus Antônio de Freitas; Braga, Renata Martins; Melo, Dulce Maria de Araújo; Vitor Sobrinho, Eledir; Barros, Joana Maria de Farias; Carvalho, Alexandre Fontes Melo de; Fontes, Maria do Socorro Braga; Freitas, Júlio César de Oliveira
Recently, zeolites have been widely applied in catalytic pyrolysis to improve physical and chemical properties of bio-oil to produce energy or to selectively produce chemicals for industry. This study aims to analyze the catalytic pyrolysis products of Elephant Grass (EG) using WO3 catalysts supported on rice husk ash (RHA) silica and RHA-MCM-41, being low cost materials derived from agro industrial waste, and evaluate the catalysts activity in the formation of deoxygenated compounds. Elephant Grass has been shown as a potential energy crop that has fast growth and is easy to cultivate in different countries, including Brazil. Its energetic characterization was evaluated by proximate and ultimate analysis, High Heat Value (HHV), cellulose, hemicellulose and lignin content, chemical ash composition by FRX and bulk density. Pyrolysis analysis was performed at 500 ◦C in a Py-5200 HP-R connected to a GC–MS, and pyrolysis vapors were carried by N2 to a catalytic bed at 400 and 600 ◦C. It was noticed that increasing catalyst temperature promotes cracking reactions leading to increased aromatic content. The main oxygenated pyrolysis products of EG such as phenols, furans, ketones and acetic acid were converted at 600 ◦C using WO3/RHA catalyst into aromatics (benzene, toluene, xylene, styrene), being of high added value for chemical industry. The main influence on aromatics yields could be related to catalytic activity of WO3 promoted by its redox ability and the rise in temperature which favors cracking reactions

SIGAA

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