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Preparação de carvão ativado usando casca de arroz em um forno micro-ondas modificado
dc.creator | Silva, Jailson dos Santos | |
dc.date.accessioned | 2024-05-13T12:16:09Z | |
dc.date.available | 2024-05-10 | |
dc.date.available | 2024-05-13T12:16:09Z | |
dc.date.issued | 2022-08-09 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Jailson dos Santos. Preparação de carvão ativado usando casca de arroz em um forno micro-ondas modificado. 2022. 140 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12964 | |
dc.description.abstract | Activated carbon is a highly porous form of pure carbon that can adsorb molecules or ions from fluid media. Activated carbon can be used as water filtration, contaminant removal, gas adsorption, treatment drug, currently biorenewable supercapacitor has been developed and other applications. This study proposes the carbonization of rice husk, with the objective of preparing in detail the activated carbon with physical and chemical activation via microwave radiation processing, comparing the results obtained with those from the literature, adopting a sequence of procedures : modification of the microwave oven, installation of the gas system, preparation of coals with heating ramp and purchase of items. In the preparation of the coals, first the vegetable (N2 atmosphere), the activated in the physical activation (CO2 atmosphere) and activated in the chemical activation with NaOH activating agent, all with temperatures between 500ºC to 600ºC in 60 min. The following analyzes were performed: Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD). UV-Vis spectrophotometry was used in methylene blue solution and adsorption area by BET and Langmuir method. Charcoal obtained a yield of almost 40%, activated by physical activation more than 50% and activated by chemical activation, close to 35%. In the TGA measurements, the rice husk showed stages of loss of mass of the existing substances, being 90% with temperature above 520ºC; the DSC thermal events were both endothermic (peak of 120ºC) and exothermic (peak of 340ºC); in the XRD assays, several peaks of Silicon Oxide, Sucrose, Calcite and organic compounds (cellulose) were identified. The charcoal, analyzed in the SEM, showed a brittle material and low porosity; in EDS carbon, oxygen, silicon and potassium were found; XRD showed their presence in addition to iron oxide and other oxides; a dye absorbance was observed in the UV Vis measurements showed a dye absorbance in the solution in the time of 55 min of 0.41 (59% removal); the BET and Langmuir obtained a surface area of 55.8990 m²/g and 85.0025 m²/g, respectively. Activated carbon in the physical activation SEM it is possible to observe a heterogeneous and porous structure; the EDS points out the peaks of Carbon, Oxygen, Silicon and Magnesium; XRD exhibited the same oxides as charcoal; UV-Vis showed an absorbance of more than 0.32 in a time of 55 min (dye removal 68%); BET and Langmuir had surface areas of almost 127 m²/g and 192 m²/g. The activated carbon in the chemical activation SEM was seen quite fragmented in several points and apparently even greater porosity; the EDS presented Carbon, Oxygen, Sodium, Magnesium, Silicon and Potassium; XRD consisted of Silicon Oxide, Calcite, Sodium Chloride; UV-Vis showed absorbance of the solution at 0.045 (95.5% removal of methylene blue) in 55 min; BET close to 190 m²/g and Langmuir close to 288 m²/g. Coals produced using the precursor were successfully obtained with quality. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Casca de arroz | pt_BR |
dc.subject | Forno micro-ondas | pt_BR |
dc.subject | Carvão vegetal | pt_BR |
dc.subject | Carvão ativado | pt_BR |
dc.subject | Rice husk | pt_BR |
dc.subject | Microwave | pt_BR |
dc.subject | Charcoal | pt_BR |
dc.subject | Activated charcoal | pt_BR |
dc.title | Preparação de carvão ativado usando casca de arroz em um forno micro-ondas modificado | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Serra, Ediomar Costa | |
dc.description.resumo | O carvão ativado é uma forma altamente porosa de carbono puro que pode adsorver moléculas ou íons de meios fluidos. O carvão ativado pode ser utilizado como filtragem de água, remoção de contaminantes, adsorção de gases, medicamento de tratamento, atualmente foi desenvolvido supercapacitor biorrenovável e outras aplicações. Esse estudo tem a proposta de carbonização da casca de arroz, com objetivo de preparar de forma detalhada o carvão ativado com ativação física e química via processamento de radiações micro-ondas, comparando os resultados obtidos com os advindos da literatura, adotando uma sequência de procedimentos: modificação do forno micro-ondas, instalação do sistema de gases, preparo dos carvões com rampa de aquecimento e aquisição de itens. No preparo dos carvões, primeiramente feito o vegetal (atmosfera de N2), o ativado na ativação física (atmosfera de CO2) e ativado na ativação química com agente ativante NaOH, todos com temperaturas entre 500ºC a 600ºC em 60 min. Foram feitas as seguintes análises: Termogravimétria (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplado com Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raios-X (DRX). Espectrofotometria UV-Vis foi utilizado a solução de azul de metileno e área de adsorção por método BET e Langmuir. O carvão vegetal obteve rendimento de quase 40%, ativado na ativação física mais de 50% e ativado na ativação química, perto de 35%. Nas medidas TGA, da casca de arroz apresentou estágios de perda de massa das substâncias existentes sendo 90% com temperatura superior a 520ºC; o DSC observou-se eventos térmicos de natureza tanto endotérmica (pico de 120ºC) e exotérmica (pico de 340ºC); nos ensaios de DRX foi identificado vários picos de Óxido de Silício, Sacarose, Calcita e compostos orgânicos (celulose). O carvão vegetal, analisado no MEV apontou um material quebradiço e baixa porosidade; no EDS foram encontrados Carbono, Oxigênio, Silício e Potássio; o DRX mostrou a presença dos mesmos além do Óxido de ferro e outros óxidos; uma absorbância do corante foi observada nas medidas de UV-Vis apresentou uma absorbância do corante na solução no tempo de 55 min de 0,41 (remoção de 59%); o BET e no Langmuir obteve-se uma área superficial de 55,8990 m²/g e 85,0025 m²/g, respectivamente. O carvão ativado na ativação física o MEV é possível observar uma estrutura heterogênea e porosa; o EDS aponta os picos de Carbono, Oxigênio, Silício e Magnésio; o DRX exibiu os mesmos óxidos do carvão vegetal; UV-Vis constou no tempo de 55 min uma absorbância mais de 0,32 (remoção de corante 68%); BET e Langmuir teve área de superfície quase de 127 m²/g e 192 m²/g. O carvão ativado na ativação química o MEV foi avistado bastante fragmentado em diversos pontos e porosidade aparentemente ainda maior; o EDS apresentou Carbono, Oxigênio, Sódio, Magnésio, Silício e Potássio; o DRX constou Óxido de Silício, Calcita, Cloreto de Sódio; UV-Vis mostrou absorbância da solução em 0,045 (remoção de 95,5% do azul de metileno) em 55 min; o BET perto de 190 m²/g e Langmuir próximo de 288 m²/g. Os carvões produzidos usando o precursor foram obtidos com sucesso e com qualidade. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Moreira, Mário Lúcio | |
dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |
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PPGFis: Dissertações e Teses [75]
Abrange as Dissertações e Teses da área de Pós-Graduação em Física