Mitigação de dióxido de carbono por meio de processo adsortivo

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dc.contributor.advisorVieira, Luísa Arantes Fernandes
dc.contributor.advisor-coSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/7979338384555091
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7135057126375288
dc.contributor.authorVieira, Luísa Arantes Fernandes
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7135057126375288
dc.contributor.refereePaiva, Paulo Renato Perdigão de
dc.contributor.refereeSiqueira, Renato Luiz
dc.contributor.refereeFonseca, Camila Soares
dc.date.accessioned2025-04-14T12:34:03Z
dc.date.available2025-04-14T12:34:03Z
dc.date.issued2018-10-31
dc.description.abstractUm 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.
dc.description.abstractotherOne of the biggest environmental challenges today is reducing the emission of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere. It is one of the greenhouse gases, being generated mainly through the burning of fossil fuels. Its capture has been the subject of countless researches and new technologies, as well as distillation, gas / solid reaction, adsorption, etc. Hydroxyapatite (HAP) is not widely used as a gas adsorbent and is nowadays its main application in the biomedical sector due to the similarity with the mineral phase of human bones. The chicken eggshell, being a calcium carbonate-rich waste and of no commercial value, appears as a source of calcium carbonate for the synthesis of HAP. This work proposes the production and study of the adsorptive characteristics of the hydroxyapatite synthesized using as the calcium source chicken eggshells. The eggshell was initially sanitized for the removal of organic material and some unwanted impurities in the process. It was characterized by X-ray diffraction (XRD) to identify the present phases and Thermogravimetry (TG) to determine the decarbonation temperature. The egg shell, mainly composed of calcium carbonate, was calcined at 900ºC and again characterized by XRD, certifying the total conversion to calcium oxide. Synthesis occurred in aqueous medium using calcium phosphate and calcium oxide. The product obtained was dried for 24h at 105°C. After drying, part of the sample, called non-calcined sample, was characterized by XRD, Scanning Electron Microscopy (SEM), BET and laser granulometry. Another part of the sample, called the calcined sample, was subjected to calcination at 800ºC for 1 hour and then characterized as the non-calcined sample. Through the characterization by XRD, it was verified that the non-calcined sample was composed of hydroxyapatite, calcium hydroxide and monetite, being the first and second, majority phases. The calcined sample had peaks of hydroxyapatite, calcium hydroxide and tricalcium β-phosphate, being the first phase the majority. The laser granulometry revealed that the diameter of the non-calcined sample was 18.18μm and the calcined sample was 14.10μm. The BET test revealed that the non-calcined sample had a surface area of 29.69 m2/g and the calcined sample of 8.03 m2/g. Through the photomicrographs obtained by the SEM, it was observed that both the calcined sample and the non-calcined sample are formed by small particles and plates forming irregular shaped agglomerates. The adsorption tests were carried out with carbon dioxide at levels compatible with those found in industrial chimneys, where there is the burning of fossil fuels. Quantifications of the initial levels of CO2 (14±1%) were made and the adsorption was performed in cycles of up to 180 minutes at room temperature. The tests were made by varying the mitigating material in calcined and non-calcined, and in environments with or without light. Comparison of the adsorption results of the calcined sample and the non-calcined sample showed a higher efficiency of the non-calcined in the light environment. In this scenario there was adsorption of approximately 44g of carbon dioxide to each gram of mitigating material. The main objective of the research was successfully achieved, since there was the mitigation of carbon dioxide using a calcium phosphate from chicken eggshell.
dc.description.sponsorshipCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1179
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectHidroxiapatita
dc.subjectDióxido de carbono - Absorção e adsorção
dc.subjectCascas de ovo
dc.subjectMitigação
dc.titleMitigação de dióxido de carbono por meio de processo adsortivo
dc.typeDissertação

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