Mitigação de dióxido de carbono por meio de processo adsortivo
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Data
2018-10-31
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Um dos maiores desafios ambientais atualmente é a redução da emissão de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. É um dos gases de efeito estufa, sendo gerado principalmente por meio da queima de combustíveis fósseis. Sua captura tem sido alvo de inúmeras pesquisas e novas tecnologias, assim como destilação, reação gás/sólido, adsorção, dentre outras. A hidroxiapatita (HAP) não é muito utilizada como adsorvente de gás, sendo hoje sua principal aplicação no setor biomédico, devido à similaridade com a fase mineral dos ossos humanos. A casca de ovo de galinha, por ser um rejeito rico em carbonato de cálcio e sem valor comercial, surge como uma fonte de carbonato de cálcio para a síntese da HAP. O presente trabalho possui como proposta a produção e estudo das características adsortivas da hidroxiapatita sintetizada utilizando como fonte de cálcio a casca de ovo de galinha. A casca de ovo foi inicialmente higienizada para a retirada de material orgânico e algumas impurezas não desejadas no processo. Foi caracterizada por Difração de Raios X (DRX) para identificação das fases presentes e Termogravimetria (TG) para determinação da temperatura de descarbonatação. A casca de ovo, majoritariamente composta por carbonato de cálcio, foi calcinada a 900ºC e novamente caracterizada por DRX, certificando a conversão total em óxido de cálcio. A síntese ocorreu em meio aquoso utilizando fosfato de cálcio e óxido de cálcio. O produto obtido foi seco durante 24h a 105ºC. Após a secagem, parte da amostra, denominada amostra não calcinada, foi caracterizada por DRX, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), BET e granulometria a laser. Outra parte da amostra, denominada amostra calcinada, foi submetida à calcinação a 800ºC por 1 hora e, em seguida, caracterizada como a amostra não calcinada. Através da caracterização por DRX foi verificado que a amostra não calcinada era composta de hidroxiapatita, hidróxido de cálcio e monetita, sendo a primeira e segunda, fases majoritárias. A amostra calcinada apresentava picos de hidroxiapatita, hidróxido de cálcio e β-fosfato tricálcio, sendo a primeira fase majoritária. A granulometria a laser revelou que o diâmetro da amostra não calcinada era de 18,18μm e da amostra calcinada era de 14,10μm. O ensaio de BET revelou que a amostra não calcinada possuía área superficial de 29,69 m2/g e a amostra calcinada de 8,03 m2/g. Através das fotomicrografias obtidas pelo MEV foi observado que tanto a amostra calcinada quanto a amostra não calcinada são formadas por partículas e placas pequenas formando aglomerados de formato irregulares. Os ensaios de adsorção foram realizados com dióxido de carbono em níveis compatíveis aos encontrados em chaminés industriais, onde há a queima de combustíveis fósseis. Foram feitas quantificações dos níveis iniciais de CO2 (14±1%) e realizada a avaliação da adsorção em ciclos de até 180 minutos à temperatura ambiente. Os ensaios foram feitos variando o material mitigador em calcinado e não calcinado e ainda em ambientes com ou sem luz. A comparação dos resultados de adsorção da amostra calcinada e amostra não calcinada mostrou uma eficiência maior da não calcinada em ambiente com luz. Neste cenário houve adsorção de aproximadamente 44g de dióxido de carbono para cada grama de material mitigador. O objetivo principal da pesquisa foi alcançado com sucesso, uma vez que houve a mitigação de dióxido de carbono utilizando um fosfato de cálcio a partir da casca de ovo de galinha.
Descrição
Palavras-chave
Hidroxiapatita, Dióxido de carbono - Absorção e adsorção, Cascas de ovo, Mitigação