Espumas de carbono nano-microporosas de origem sustentável (2022)
- Authors:
- USP affiliated author: GUEDES, NATÁLIA ALBERTI - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PMT
- Subjects: SUSTENTABILIDADE; INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL; CARBONO; RESÍDUOS
- Language: Português
- Abstract: A indústria do papel e celulose é uma das que mais crescer no mundo, tendo um processo complexo com inúmeras etapas e geração de resíduos . A rota mais utilizada mundialmente é a do processo de polpação Kraft, gerando cerca de 130 milhões de toneladas de resíduo líquido anualmente. Este resíduo, o licor negro Kraft, é normalmente concentrado em evaporadores para recuperação de reagentes químicos e então é marginalmente queimado para produção de energia em caldeiras altamente resistentes à corrosão, representando um custo elevado de manutenção e ainda produzindo uma quantidade substancial de poluentes. Ademais, há uma forte tendência no aumento da produção de papel e celulose devido ao crescimento populacional e também da pressão ambiental a fim de substituir os produtos plásticos por produtos biodegradáveis ou papéis, porém a produção de polpa nas plantas de papel e celulose está limitada ao volume da caldeira de recuperação e os excedentes desse resíduo não possuem uma aplicação relevante no mercado. A utilização direta do licor negro bruto na produção de materiais porosos pode ser de grande relevância para a indústria papeleira visto que o processo de polpação Kraft gera uma grande quantidade de resíduos líquidos, os quais são concentrados em evaporadores para recuperação de reagentes químicos e posteriormente é queimado em caldeiras para produção de energia. Assim, a quantidade de celulose produzida é limitada pelo volume da caldeira de recuperação e o uso de uma fração deste licor em outro processo poderia permitir um aumento na produção de celulose sem custos adicionais no processamento do resíduo. Portanto, a utilização integral do resíduo permite uma viabilização econômica do processo além de inserir o uso da lignina no mercado, pois atualmente sua utilização é minimizadapelo fato das etapas de extração e purificação tornarem seu custo final alto. O presente projeto apresenta o propósito de utilização do licor de uma forma integral na produção de materiais porosos de carbono e ainda a recuperação de parte dos sais do processo. Os materiais porosos de carbono, em especial as espumas de carbono, são produtos que possuem uma ampla aplicação industrial, desde filtros destinados à purificação de águas a diversas aplicações aeroespaciais devido às incríveis propriedades deste material, As espumas de carbono foram sintetizadas a partir do licor bruto por polimerização em meio alcalino utilizando o polímero acrílico - polimetil-metacrilato (PMMA) em formato esférico com diferentes granulações, como um “modelo” para o desenvolvimento da 5 porosidade “micro” e posterior carbonização do material. Os materiais obtidos apresentaram baixa densidade (0,36 g/ml), alta porosidade (78%), boa resistência mecânica, além de apresentar estruturas e porosidade do tipo “nano”, observadas por microscopia eletrônica de varredura e ainda uma razoável capacidade absortiva de azul de metileno, devido aos poros menores de 100 nm. O conjunto de resultados demonstra que é possível obter espumas sustentáveis de carbono com vantajosas características porosas e mecânicas.
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ABNT
GUEDES, Natália Alberti. Espumas de carbono nano-microporosas de origem sustentável. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9f04b844-82a3-438b-8ce4-307d3218fccb/NataliaAlbertiGuedes.pdf. Acesso em: 27 abr. 2024. -
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Guedes, N. A. (2022). Espumas de carbono nano-microporosas de origem sustentável (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9f04b844-82a3-438b-8ce4-307d3218fccb/NataliaAlbertiGuedes.pdf -
NLM
Guedes NA. Espumas de carbono nano-microporosas de origem sustentável [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9f04b844-82a3-438b-8ce4-307d3218fccb/NataliaAlbertiGuedes.pdf -
Vancouver
Guedes NA. Espumas de carbono nano-microporosas de origem sustentável [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9f04b844-82a3-438b-8ce4-307d3218fccb/NataliaAlbertiGuedes.pdf
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