Síntese e caracterização de g-C3N4 e sua aplicação como retardante de fogo em combustível vegetal

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dc.contributor.advisorLorençon, Eudes
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5477183227065922
dc.contributor.authorFaria, Dalila Aparecida
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3302758224515140
dc.contributor.refereeLorençon, Eudes
dc.contributor.refereeSouza, Ivina Paula de
dc.contributor.refereePedroso, Emerson Fernandes
dc.date.accessioned2025-03-17T20:38:15Z
dc.date.available2025-03-17T20:38:15Z
dc.date.issued2023-04-28
dc.description.abstractNeste trabalho g-C3N4 (CN) foi testado como retardante de fogo, para aplicação em incêndios florestais. Para isso, CN foi sintetizado pelo método de policondensação térmica de melamina e sua caracterização foi realizada por análises de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de absorção na região do infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IV), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), isoterma de adsorção/dessorção de N2 e análise elementar (CHN). A propriedade de retardamento de fogo de CN foi verificada com testes de queima utilizando, capim Feno como combustível. Os testes mostraram que g-C3N4 conferiu propriedades de retardamento de fogo ao material vegetal, delongando o tempo de queima e diminuindo a massa de combustível residual. Esses experimentos revelaram ainda que a retardância de fogo de CN é mais expressiva no aumento do tempo de queima, do que no aumento da massa residual. A mistura de CN e NH4H2PO4 (MAP) também foi avaliada em testes de queima, obtendo como resultado, a melhoria da eficiência retardante de fogo, em relação a CN puro. Esses dados revelaram a existência de efeito sinérgico entre CN e MAP, de modo que MAP promoveu carbonização, aumentando a massa residual, enquanto CN tornou o processo de queima mais lento. A decomposição térmica de CN foi estudada por FT-IV e TG (análise termogravimétrica). Os resultados mostraram que o material possui alta estabilidade térmica, que lhe confere a propriedade de formação de barreira física, durante o aquecimento. Além disso, notou-se que, diante do aumento de temperatura, CN libera moléculas de água adsorvidas em sua estrutura porosa, promovendo resfriamento. Esse resfriamento pode alterar o processo de pirólise do material vegetal, aumentando a massa residual. Além disso, a decomposição CN pode liberar gases diluidores, reduzindo a concentração de gases combustíveis. De posse dessas informações, foi proposto um mecanismo de retardamento de fogo para g-C3N4.
dc.description.abstractotherIn this work g-C3N4 (CN) was tested as a fire retardant, for application in forest fires. For this, CN was synthesized by the melamine thermal polycondensation method and its characterization was performed by X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), absorption spectroscopy in the Fourier Transform infrared region (FT-IV), X-ray photoelectron excited spectroscopy (XPS), N2 adsorption/desorption isotherm and elemental analysis (CHN). The fire retardant property of CN was verified with burn tests using hay grass as fuel. The tests showed that g-C3N4 conferred fire retardant properties to the plant material, prolonging the burning time and decreasing the mass of residual fuel. These experiments also revealed that the fire retardancy of CN is more expressive in the increase of the burning time, than in the increase of the residual mass. The mixture of CN and NH4H2PO4 (MAP) was also evaluated in burning tests, obtaining as a result, the improvement of the fire retardant efficiency, in relation to pure CN. These data revealed the existence of a synergistic effect between CN and MAP, so that MAP promoted carbonization, increasing the residual mass, while CN slowed down the burning process. Thermal decomposition of CN was studied by FT-IV and TG (thermogravimetric analysis). The results showed that the material has high thermal stability, which gives it the property of forming a physical barrier during heating. In addition, it was noted that, given the increase in temperature, CN releases water molecules adsorbed in its porous structure, promoting cooling. This cooling can alter the pyrolysis process of the plant material, increasing the residual mass. In addition, CN decomposition can release diluent gases, reducing the concentration of combustible gases. With this information, a fire retardant mechanism for g-C3N4 was proposed.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/822
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 Multicêntrico em Química
dc.subjectIncêndios florestais
dc.subjectFogo
dc.subjectRetardantes de combustão
dc.subjectNitreto de carbono grafítico
dc.subjectQueima de gases
dc.titleSíntese e caracterização de g-C3N4 e sua aplicação como retardante de fogo em combustível vegetal
dc.typeDissertação

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