Obtenção e caracterização experimental de camadas de zeólitos cristalinos com cadeias Zn-Im-Zn (ZIF) para absorção e detecção de CO2 (2016)
- Authors:
- Autor USP: VOLPONI, ADEMAURO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: DIÓXIDO DE CARBONO; MINÉRIOS; ABSORÇÃO
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho, foram depositadas sobre lâminas de silício camadas de zeólitos cristalinos, formados por cadeias de átomos de zinco e bases conjugadas do imidazol (ZIF: Zeolitic Imidazolate Framework), com o objetivo de avaliar os processos de adsorção e absorção do CO2 e aplicar essas camadas como pré-concentradores para a detecção de CO2. Para a deposição das camadas ZIF através dos processos Spinning e casting, foi proposta uma solução química alternativa que emprega etanol como solvente em vez de metanol como reportado na literatura, a fim de proporcionar um processo menos tóxico ao ser humano e viabilizar o armazenamento de CO2 para aplicações envolvendo não apenas a sua detecção mas também a sua remoção do ambiente. As camadas ZIF foram depositadas utilizando uma solução obtida a partir da mistura de nitrato de zinco (4,3g) e 2-metilimidazol (9,7g) em etanol com diversas diluições com a finalidade de variar o pH na faixa de 7,2 a 8,2. Como resultado, verificou-se que as camadas obtidas apresentaram estrutura cristalina ZIF-8 ou ZIF-90 apenas na situação de pH próximo de 7. Além disso, as camadas depositadas através da técnica Spinning apresentaram baixa aderência sobre lâminas de silício e não foi possível depositar camadas com espessuras na faixa de micrômetros. Por outro lado, camadas repetitivas com aproximadamente 7, 5 µm de espessura foram depositadas nas lâminas de silício através do processo casting em solução de pH = 7,2 (50ml). Após o recozimento dessas camadas na temperatura de 150 ºC por 48h em ambiente de nitrogênio ultrapuro, obtiveram-se distribuições repetitivas de nanocristais com tamanhos na faixa de 5 a 400nm e estrutura cristalina tipo ZIF-90.Das medidas de espectroscopia IR nas camadas de ZIF-90, observou-se que a banda localizada em 2337cm-1 intensifica com o aumento da pressão do CO2 e com o tempo em que a pressão é mantida. Além da banda em 2337cm-1, foi observada uma segunda banda em 2360cm-1, indicando dois diferentes tipos de resposta: (i) a banda em 2337cm-1 foi associada a uma porção substancial de moléculas de CO2 absorvidas dentro da camada junto aos contornos dos nanocristais ou dentro da sua estrutura cristalina, e (ii) a banda em 2360cm-1 foi atribuída à porção de moléculas de CO2 adsorvidas na superfície. Além disso, se o tempo de exposição da camada de ZIF-90 ao CO2, na pressão atmosférica for de pelomenos 2h, atinge-se sensibilidade de 100ppm ao CO2, considerando a leitura mínima de absorbância como sendo igual a 0,02 para 0,5 l/min de CO2 fluindo sobre a amostra.
- Imprenta:
- Data da defesa: 28.06.2016
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ABNT
VOLPONI, Ademauro. Obtenção e caracterização experimental de camadas de zeólitos cristalinos com cadeias Zn-Im-Zn (ZIF) para absorção e detecção de CO2. 2016. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18012017-081853/. Acesso em: 27 abr. 2024. -
APA
Volponi, A. (2016). Obtenção e caracterização experimental de camadas de zeólitos cristalinos com cadeias Zn-Im-Zn (ZIF) para absorção e detecção de CO2 (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18012017-081853/ -
NLM
Volponi A. Obtenção e caracterização experimental de camadas de zeólitos cristalinos com cadeias Zn-Im-Zn (ZIF) para absorção e detecção de CO2 [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18012017-081853/ -
Vancouver
Volponi A. Obtenção e caracterização experimental de camadas de zeólitos cristalinos com cadeias Zn-Im-Zn (ZIF) para absorção e detecção de CO2 [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18012017-081853/
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