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Título: Desenvolvimento de nano-esponja de grafeno e sua aplicação em vazamentos de petróleo
Autor(es): Souza, Diego Cardoso de
Orientador(es): Falla, Maria Del Pilar Hidalgo
Assunto: Grafeno
Derivados de petróleo
Poliuretano
Nanoesponja
Data de apresentação: 7-Jul-2017
Data de publicação: 31-Jul-2020
Referência: SOUZA, Diego Cardoso de. Desenvolvimento de nano-esponja de grafeno e sua aplicação em vazamentos de petróleo. 2017. 57 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: O grafeno foi sintetizado pela modificação da via química (método de Hummers), utilizando como matéria-prima o grafite comercial produzido no Brasil. Primeiro foi obtido óxido de grafite, na seqüência foi obtido óxido de grafeno e, finalmente, utilizando radiação UV de 300 Watts de potência durante 4 horas foi obtido grafeno. A caracterização morfológica foi realizada por meio de técnicas: DRX, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectro Raman. Os resultados obtidos com o grafeno sintetizado em laboratório foram comparados com o padrão comercial de grafeno e estes foram muito semelhantes entre si e de acordo com a literatura. Para o fabrico de nanopartículas de grafeno (GPU), utilizaram-se esponjas de poliuretano (PU) como substratos, depois os blocos de esponja de poliuretano foram imersos na suspensão de grafeno (G) (2 mg mL -1 ) agitando com ultra-sons durante 1 h; depois, os blocos foram então levados para uma placa de aquecimento a uma temperatura de 100 ° C até secar e analisados pela técnica DRIFT-FTIR, o espectro apresentou picos característicos a 1600-1500 cm-1 atribuídos ao estiramento C-C do grafeno (G) acima do substrato de PU. Uma maior eficiência de absorção de 65% foi obtida com a Petroleum. Já nas misturas de água-petróleo (40mL H2O: 350 mg de petróleo), a capacidade de absorção (Q) da GPU foi testada à temperatura ambiente por 5 min, Q = (me-m0) / m0, onde, m0 e me são os pesos de esponja antes e depois do teste de absorção. O valor de Q para esta mistura foi superior a 30 g.g -1 . Portanto, esse material de baixo custo induz uma aplicação industrial, com viabilidade técnico-econômica e aplicações ambientais na indústria do petróleo. As GPUs quando prontas são hidrofóbicas e oleofílicas sendo extremamente importante uma solução para o derramamento de óleo no mar durante o processo de perfuração offshore, este trabalho é direcionado a esta aplicação.
Abstract: Graphene was synthetized by modification of the chemical pathway, using as raw material the commercial graphite produced in Brazil. First was obtained graphite oxide, in the sequence was obtained graphene oxide and finally using UV radiation of 300 Watts of power during 4 hours was obtained graphene. The morphological characterization was done using techniques: XRD, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Raman Spectra. The results obtained with the graphene synthesized in the laboratory were compared with the commercial pattern of graphene and these were very similar between them and according to the literature. For the manufacture of graphene nano-sponge (GPU), polyurethane sponges (PU) were used as substrates, then polyurethane sponge blocks were immersed in the graphene suspension (G) (2 mg mL -1) stirring with ultrasound for 1 h; after, the blocks were then brought to a heating plate at a temperature of 100 ° C until dry and analyzed by the DRIFT-FTIR technique, the spectrum showed characteristic peaks at 1600-1500 cm -1 attributed to C-C stretching of graphene (G) above the PU substrate. A greater absorption efficiency of 65% was obtained with Petroleum. Already in the blends of water-petroleum (40mL H2O:350 mg of petroleum), the absorption capacity (Q) of the GPU were tested at room temperature for 5 min, Q = (me − m0)/m0, where, m0 and me are the sponge weights before and after the absorption test. The Q value for this blend was higher of 30 g g-1. Therefore, this low cost material induces an industrial application, with technical- economical feasibility and environmental applications in the oil industry. The GPUs when ready are hydrophobic and oleophilic being extremely important a solution for the oil spill at sea during the offshore drilling process, this work is directed to this application.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Engenharia de Energia, 2017.
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