Caracterização e previsão de adsorção em materiais microporosos heterogêneos
dc.contributor.advisor | Silva, Djalma Ribeiro Da | |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0001-6902-149X | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2791074318745945 | pt_BR |
dc.contributor.author | Montenegro, Danielle Lobo | |
dc.contributor.authorID | http://lattes.cnpq.br/3154345821589008 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Albuquerque, Anderson dos Reis | |
dc.contributor.referees1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4983201442276288 | pt_BR |
dc.contributor.referees2 | Vieira, Davi Serradella | |
dc.contributor.referees2ID | https://orcid.org/0000-0001-8353-6262 | pt_BR |
dc.contributor.referees2Lattes | http://lattes.cnpq.br/4185159774625471 | pt_BR |
dc.contributor.referees3 | Silvino, Pedro Felipe Gadelha | |
dc.contributor.referees3ID | https://orcid.org/0000-0002-0405-5813 | pt_BR |
dc.contributor.referees3Lattes | http://lattes.cnpq.br/9764420521988412 | pt_BR |
dc.contributor.referees4 | Gonçalves, Daniel Vasconcelos | |
dc.contributor.referees4ID | https://orcid.org/0000-0003-4286-8169 | pt_BR |
dc.contributor.referees4Lattes | http://lattes.cnpq.br/7642194279500589 | pt_BR |
dc.contributor.referees5 | Oliveira, José Carlos Alexandre de | |
dc.contributor.referees5ID | https://orcid.org/0000-0002-9137-7481 | pt_BR |
dc.contributor.referees5Lattes | http://lattes.cnpq.br/2534664728783506 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2023-10-31T20:46:04Z | |
dc.date.available | 2023-10-31T20:46:04Z | |
dc.date.issued | 2023-01-24 | |
dc.description.abstract | The microporous surface of heterogeneous materials is a challenge for the characterization of pore-size distribution by adsorption, which is still performed by phenomenological methods or approximate kernels. Molecular simulation using the Monte Carlo method in the Grand Canonical ensemble (GCMC) was combined with experimental gas adsorption to characterize and predict adsorption in γ-alumina and activated carbon. A new N2 kernel in γ-alumina slit-pore was proposed and presented a better performance in the description of the experimental N2 than models based on cylindrical pores. Two samples of γ-alumina were investigated and showed 12 to 22% of the total micropore volume, confirming experimental evidence of the γ- alumina morphological nature. For the first time in the literature, the heterogeneous pore model obtained by reactive molecular dynamics (rMD) was used to predict SO2 adsorption isotherms in activated carbon. The simulated isotherms obtained using heterogeneous model agree with the experimental data and satisfactorily reproduced SO2 adsorption at 298 K in C141 and WV1050 activated carbons. Improved characterization of heterogeneous materials should improve the microporous materials design suitable for different adsorption applications. The prediction of toxic gases adsorption isotherms such as SO2 in amorphous carbon using molecular simulation techniques will support researchers working with adsorption under critical operating conditions to design suitable adsorbent materials for different processes without laborious experiments | pt_BR |
dc.description.resumo | A simulação molecular é uma ferramenta poderosa para prever a adsorção de gases e para caracterizar materiais microporosos. As isotermas de adsorção foram calculadas usando o método de Monte Carlo aplicado ao ensamble Grande Canônico. Novo kernel de isotermas de N2 em γ-alumina e de SO2 em carbono ativado foram apresentados com diferentes tamanhos de poros para caracterizar a faixa de microporos da γ-alumina e para prever a adsorção de SO2 em materiais carbonáceos. A distribuição de tamanho de poros representativos da γ-alumina e do carbono ativado foram calculadas com isotermas de N2 a 77K. Uma caracterização complementar dos carbonos C141 e WV1050 foi obtida com isotermas de CO2 a 273 K. A coleção de isotermas de N2 em slit pores de γ-alumina apresentou um melhor desempenho na descrição da isoterma experimental de N2 do que os modelos baseados em poros cilíndricos, confirmando as evidências experimentais sobre a natureza morfológica da γ-alumina. Duas amostras de γ-alumina foram investigadas e observamos que 12 a 22% do volume total consiste em microporos, que não são caracterizados adequadamente com as aproximações do kernel cilíndrico. Pela primeira vez na literatura, o modelo rMD foi usado para predizer isotermas de adsorção de gases. As isotermas simuladas obtidas para o modelo de poros heterogêneos estão de acordo com os dados experiementais e reproduziram de forma satisfatória a adsorção de SO2 a 298 K nos carbonos ativados C141 e WV1050. O aprimoramento da previsão de caracterização deve melhorar o design de materiais microporosos adequados para diferentes aplicações de catálise e adsorção e a previsão de isotermas de adsorção de gases tóxicos, como SO2, em carbono amorfo por meio de técnicas de simulação molecular ajudará os pesquisadores, que trabalham com adsorção sob condições operacionais críticas, a projetar materiais adsorventes adequados para diferentes processos sem a necessidade de realizar testes experimentais laboriosos. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | MONTENEGRO, Danielle Lobo. Caracterização e previsão de adsorção em materiais microporosos heterogêneos. 2023. 99 f. Orientador: Prof. Dr. Djalma Ribeiro da Silva. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-graduação em Química. Natal, RN, 2023.. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55143 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Química | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Isotermas | pt_BR |
dc.subject | carbono ativado | pt_BR |
dc.subject | Adsorption Isotherms | pt_BR |
dc.subject | γ-alumina | pt_BR |
dc.subject | activated carbon | pt_BR |
dc.subject | Monte Carlo. | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.title | Caracterização e previsão de adsorção em materiais microporosos heterogêneos | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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