Nanocompósito de poliamida/óxido de grafeno reduzido: um eficiente nanomaterial aplicado no tratamento de água produzida (ap) e separação de óleo/água do mar

dc.contributor.advisorNascimento, José Heriberto Oliveira do
dc.contributor.advisor-co1Santos, Elisama Vieira dos
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2189-5694pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8117747568545202pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6804-2854pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7033735079037677pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Francisco Higor Vieira de Andrade
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6509770670634574pt_BR
dc.contributor.referees1Galvão, Edney Rafael Viana Pinheiro
dc.contributor.referees2Rodrigues, Marcos Allyson Felipe
dc.contributor.referees3Aum, Pedro Tupã Pandava
dc.date.accessioned2024-01-04T16:59:12Z
dc.date.issued2023-10-31
dc.description.abstractContamination derived from water produced from oil reservoirs and oil spills at sea are environmental problems of great relevance. Therefore, the search for effective, sustainable, easy-to-apply and low-cost methods for oil/water separation has been the subject of many studies in the last two decades. In addition, research and innovation as a goal in sustainable development, in protecting the environment and the climate and in guaranteeing life in water, are objectives defined by the United Nations so that the 2030 Agenda can be achieved in the world. Thus, synthesizing materials using nanotechnology tools has contributed to achieving these goals. One of the most promising 2D nanomaterials in studies involving environmental issues is reduced graphene oxide (RGO), and therefore, this material was used in this research in the synthesis of a nanocomposite based on polyamide fabric (PA) and evaluated its efficiency both in the treatment of produced water (AP) as well as in the removal of oil in seawater. This work was carried out in two stages, where, in the first, a fluoropolymer/RGO/PA nanocomposite was developed using an HP/HT process followed by spray coating and thermosetting/infrared polymerization and then applied to remove engine oil in seawater. In the second stage, a nanocomposite based on polyamide fabric (PA) was developed in a semi-continuous HP/HT chemical process, with in situ reduction of graphene oxide, and applied to the treatment of water produced from an oil field. At this stage, a 24 factorial design using Design Expert was used, evaluating the factors: temperature (ºC), RGO concentration (mg mL1), reaction time (min) and pH, which were optimized. In both stages, the RGO and the nanocomposites were characterized using XRD, Raman Spectroscopy, SEM-FEG, HRTEM, FTIR. The results obtained in the first one demonstrated a significant efficiency in the separation of semi-synthetic engine oil in seawater, with an oil removal rate greater than 95%. In the second stage, the results demonstrated a significant efficiency in the contact angle greater than 120°, being 55% higher when compared to the uncoated polyamide fabric, with a water permeability between 10.1-16.9 mg/cm2.h. It was concluded that the developed nanocomposites present a promising advance in oil/water separation and also in the treatment of produced water, contributing to environmental preservation.pt_BR
dc.description.embargo2024-11-23
dc.description.resumoA contaminação derivada da água produzida de reservatórios de petróleo e o derramamento de óleo no mar são problemas ambientais de grande relevância. Logo, a busca por métodos eficazes, sustentáveis, de fácil aplicação e de baixo custo para a separação óleo/água tem sido objeto de muitos estudos nas duas últimas décadas. Além disto, pesquisar e inovar como meta no desenvolvimento sustentável, na proteção ao meio ambiente e ao clima e na garantia de vida na água, são objetivos definidos pelas Nações Unidas a fim de que se possa atingir a Agenda 2030 no mundo. Com isso, sintetizar materiais utilizando ferramentas da nanotecnologia tem contribuído com o alcance dessas metas. Um dos nanomateriais 2D mais promissores em estudos envolvendo questões ambientais é o óxido de grafeno reduzido (RGO), e, por isso, este material foi utilizado nessa pesquisa na síntese de um nanocompósito à base de tecido de poliamida (PA) e avaliada a sua eficiência tanto no tratamento de água produzida (AP) bem como na remoção de óleo em água do mar. Esse trabalho foi realizado em duas etapas, onde, na primeira, um nanocompósito fluoropolímero/RGO/PA foi desenvolvido utilizando um processo HP/HT, seguido de spray coating e termofixação/polimerização infravermelho e, em seguida, aplicado na remoção de óleo de motor em água do mar. Já na segunda etapa, um nanocompósito à base de tecido de poliamida (PA) foi desenvolvido num processo químico semicontínuo HP/HT, com redução in situ do óxido de grafeno, e aplicado para o tratamento de água produzida de um campo petrolífero. Nessa etapa, um planejamento fatorial 24 utilizando o Design Expert foi utilizado avaliando os fatores: temperatura (ºC), concentração de RGO (mg mL-1), tempo de reação (min) e pH, que foram otimizados. Em ambas as etapas, o RGO e os nanocompósitos foram caracterizados utilizando DRX, Espectroscopia Raman, MEV-FEG, HRTEM, FTIR. Os resultados obtidos na primeira demonstraram uma eficiência significativa na separação do óleo de motor semissintético em água do mar, com uma taxa de remoção de óleo superior a 95%. Na segunda etapa, os resultados demonstraram uma eficiência significativa no ângulo de contato superior a 120°, sendo 55% maior quando comparado ao tecido de poliamida não revestido, com uma permeabilidade à água entre 10,1-16,9 mg/cm2.h. Concluiu-se que os nanocompósitos desenvolvidos apresentaram um promissor avanço na separação óleo/água e, também, no tratamento de água produzida, contribuindo para a preservação ambiental.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Francisco Higor Vieira de Andrade. Nanocompósito de poliamida/óxido de grafeno reduzido: um eficiente nanomaterial aplicado no tratamento de água produzida (ap) e separação de óleo/água do mar. Orientador: Dr. José Heriberto Oliveira do Nascimento. 2023. 127f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57157
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectÓxido de grafeno reduzidopt_BR
dc.subjectNanocompósitopt_BR
dc.subjectSeparação óleo/águapt_BR
dc.subjectÁgua produzidapt_BR
dc.subjectRemoçãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleNanocompósito de poliamida/óxido de grafeno reduzido: um eficiente nanomaterial aplicado no tratamento de água produzida (ap) e separação de óleo/água do marpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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