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dc.contributor.advisorSantos, Venina dos
dc.contributor.authorTrentini, Anelise
dc.contributor.otherAmbrosi, Alan
dc.contributor.otherBaldasso, Camila
dc.contributor.otherBrandalise, Rosmary Nichele
dc.date.accessioned2021-02-22T18:03:52Z
dc.date.available2021-02-22T18:03:52Z
dc.date.issued2021-02-20
dc.date.submitted2020-11-19
dc.identifier.urihttps://repositorio.ucs.br/11338/6804
dc.descriptionAs ações humanas ao longo dos anos têm despertado preocupação devido ao seu potencial poluidor, causando o aumento da emissão de gases de efeito estufa na atmosfera. Para separar esses gases, membranas poliméricas têm sido utilizadas, pois essa tecnologia tem se mostrado promissora e apresenta um menor consumo de energia quando comparada a outros processos de separação. Neste estudo, o efeito de aditivos de carbonato de cálcio (CaCO3) e pó de ostras foi avaliado em membranas poliméricas de poliuretano (PU). As membranas foram preparadas com diferentes concentrações de CaCO3 e pó de ostras [0,05 e 0,10% (m/m)] e obtidas pela técnica de inversão de fases com uso de duas técnicas distintas, imersão-precipitação e evaporação do solvente, variando a espessura das membranas em torno de 51 micrômetros a 83,7 micrômetros. As membranas obtidas foram testadas na separação dos gases metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) puros e misturas (40% CO2/60% CH4 e 30% CO2/70% CH4 - m/m), que são os principais contribuintes para o aumento do efeito estufa. Para caracterizar as membranas foram utilizadas as técnicas de microscopia de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), testes de permeabilidade e seletividade. A permeabilidade e seletividade das misturas dos gases (CO2 e CH4) foram quantificadas por cromatografia gasosa (CG). Os resultados de MEV mostraram uma morfologia densa das membranas com um aumento do volume-livre quando adicionados os aditivos na estrutura do PU. De acordo com os resultados de FTIR, as membranas obtidas não sofreram mudanças na estrutura do PU. Nas análises de DSC houve alteração da estrutura cristalina do polímero, identificada no evento de fusão e confirmada pela mudança da cristalização no resfriamento. Nos ensaios de permeabilidade e seletividade para os gases puros a membrana CC5-10IP apresentou maior permeabilidade (1407 Barrer para o CH4 e 852 Barrer para o CO2). As membranas PO5-10EV e PO10-5EV apresentaram os melhores resultados de seletividade, quando testadas à pressão de 200, 250 e 300 kPa, não apresentaram fluxo de permeado para o CO2, demonstrando afinidade à passagem do CH4. Para as misturas de gases, a permeabilidade diminui com o aumento da pressão aplicada, na mistura de gases com 70% de CH4 e 30% de CO2, a permeabilidade da membrana PU-5EV foi de 2044 Barrer em uma pressão aplicada de 200 kPa e decaiu para 1446 Barrer quando aplicada uma pressão de 600 kPa. A membrana CC5-10IP apresentou em 200 kPa uma permeabilidade de 272 Barrer e decaiu para 211 Barrer quando aplicada uma pressão de 600 kPa. De forma geral, as membranas apresentaram maior permeabilidade para o gás CH4, devido uma maior afinidade do gás com a matriz polimérica. A adição de CaCO3 e do pó de ostras na composição da membrana polimérica contribui para o aumento da permeabilidade dos gases testados, devido ao aumento do volume-livre.[resumo fornecido pelo autor]pt_BR
dc.description.abstractHuman actions over the years have aroused concern due to their polluting potential, causing an increase in the emission of greenhouse gases into the atmosphere. To separate these gases, polymeric membranes have been used, as this technology has shown to be promising and presents a lower energy consumption when compared to other separation processes. In this study, the effect of calcium carbonate (CaCO3) and oyster powder additives was evaluated on polymeric polyurethane (PU) membranes. The membranes were prepared with membranes with different concentrations of CaCO3 and oyster powder [0.05 and 0.10% (m/m)], and were obtained by the phase inversion technique using two different techniques, immersion-precipitation and solvent evaporation, with membrane thickness ranging from 51 micrometers to 83.7 micrometers. The membranes obtained were tested in the separation of pure methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) gases and mixtures (40% CO2/60% CH4 e 30% CO2/70% CH4 - m/m), which are the main contributors to the increase in the greenhouse effect. Scanning microscopy (SEM), infrared spectrometry with Fourier transform (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), permeability and selectivity tests were used to characterize the tested membranes. The permeability and selectivity of gas mixtures (CO2 and CH4) were quantified by gas chromatography (CG). The SEM results showed a dense membrane morphology with an increase in free volume when adding additives to the PU structure. According to the FTIR results, the membranes obtained did not change the structure of the PU. In the DSC analyzes there was a change in the crystalline structure of the polymer, identified in the melting event and conformed by the change in crystallization in cooling. In the permeability and selectivity tests for pure gases, the CC5-10IP membrane showed greater permeability (1407 Barrer for CH4 and 852 Barrer for CO2). The PO5-10EV and PO10-5EV membranes showed the best selectivity results, when tested at a pressure of 200, 250 and 300 kPa, they did not present a permeate flow for CO2, showing affinity to the passage of CH4. For gas mixtures, the permeability decreased with increasing pressure applied, in the gas mixture with 70% CH4 and 30% CO2, the PU-5EV membrane permeability was 2044 Barrer at an applied pressure of 200 kPa and it dropped to 1446 Barrer when a pressure of 600 kPa was applied. The CC5-10IP membrane showed a permeability of 272 Barrer at 200 kPa and dropped to 211 Barrer when a pressure of 600 kPa was applied. In general, the membranes showed greater permeability for CH4 gas, due to a greater affinity of the gas with the polymeric matrix. The addition of CaCO3 and oyster powder to the composition of the polymeric membrane contributes to the increased permeability of the gases tested, due to the increase in free volume. [resumo fornecido pelo autor]en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPESpt_BR
dc.language.isoptpt_BR
dc.subjectMembranas (Tecnologia)pt_BR
dc.subjectGases - Separaçãopt_BR
dc.subjectSeparação (Tecnologia)pt_BR
dc.subjectMembranes (Technology)en
dc.subjectGases - Separationen
dc.subjectSeparation (Technology)en
dc.titleDesenvolvimento de membranas de poliuretano com carbonato de cálcio nanométrico e pó de ostras obtidas por inversão de fases visando a separação de gasespt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
mtd2-br.advisor.instituationUniversidade de Caxias do Sulpt_BR
mtd2-br.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/2593544761206794pt_BR
mtd2-br.author.lattesTrentini, Anelisept_BR
mtd2-br.program.nameMestrado Acadêmico em Engenharia de Processos e Tecnologiaspt_BR
mtd2-br.campusCampus Universitário de Caxias do Sulpt_BR
local.data.embargo2022-01-03


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