Síntese de nonotubos de carbono a partir de sacalas plásticas não biodegradáveis.pptx

7/22/2019 Sntese de nonotubos de carbono a partir de sacalas plsticas no biodegradveis.pptx

1/20

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB CampusItabira

Plano de trabalho de

Reciclagem deMateriaisGrupo:

Dbora Abrantes Leal - 19381Juliana Bressani F. Mascarenhas - 19409Ludmila Marotta Mapa - 25898Patrick Douglas F. Macedo - 19609

Itabira, Abril de 2014


2/20

Tema:

Sntese de nanotubosde carbono a partirde sacolas plsticasno biodegradveis

Itabira, Abril de 2014


3/20

O descarte incorreto de sacolas plsticas souma ameaa aos ecossistemas naturais:

Introduo

Efeitos nocivossobre animais

aquticos eterrestres;

Contribuem paraas inundaes nas

cidades;Demoram para sedecompor no meioambiente (100

anos).


4/20

Com o objetivo de reduziro uso de sacolas plsticasalguns pasesimplementaram medidasde controle;

Mesmo assim ainda hgrande quantidade de

sacolas plsticas sendodescartadas no meioambiente.

Introduo

Figura 1: Reduo do uso desacolas plsticas em Belo Horizonte.


5/20

Desafio

Transformar resduos em materiais avanados esofisticados no apenas uma brilhante soluo para

minimizar a poluio ambiental, mas tambm paraobter benefcios econmicos produzindo um produtode alto valor agregado. (ALTALHI et al, 2013)

PRODUZIR


6/20

Justificativa Valiosa contribuio da nanotecnologia para a soluode um grave problema ambiental;

Contribuio para conservao dos ecossistemasnaturais;

Viabilidade econmica: parte de um materialdescartado para a produo de um material de altovalor agregado;

CNTs possuem diversas aplicaes especficas devido ssuas timas propriedades mecnicas, trmicas eeltricas;

Poupa energia de tratamentos de reciclagemcomplicados;

Ausncia de elementos qumicos txicos e caros noprocesso CVD catalyst-free.


7/20

Metodologia

Fabricao de membranas de alumina andica

nanoporosa (NAAMs); Sntese de CNTs-NAAMs;

Liberao dos CNTs.


8/20

Fabricao de membranas de aluminaandica nanoporosa (NAAMs)

Purificao de lminas de Al sob sonificao emetanol e gua duplamente destilada;

Eletroposio em uma mistura de cido

perclrico e etanol 1:4 (v/v) a 20 V e 5C por 3minutos;

Primeira etapa de anodizao: Em soluo aquosa de cido oxlico (0,3 M) a 40 V e

6C por 20h; A alumina resultante dissolvida, por ataque qumico

via mida, por uma mistura de cido fosfrico (0,4 M)e cido crmico (0,2 M), a 70C por 3 h.


9/20

Fabricao de membranas de aluminaandica nanoporosa (NAAMs)

Segunda etapa de anodizao: Realizada sob as mesmas condies da primeira etapa,

porm por 17h.

Aps o processo de anodizao, osubstrato de alumnio remanescente removido em uma soluo saturada decido clordrico e cloreto de cobre II;

O processo de abertura de poros realizado por ataque qumico via midaem uma soluo aquosa de H3PO4(5%p/p) a 35C. Figura 2: Membrana de

Alumina Nanoporosa.


10/20

Sntese de CNTs - NAAMs

A sntese de nanotubos realizada atravs domtodo de Deposio Qumica em Fase Vapor(CVD catalyst-free);

O substrato para a deposio do carbono aalumina nanoporosa (NAAM) que funciona como

catalisadora para o crescimento de CNTs.


11/20


Sacolas plsticas depolietileno linear de baixadensidade (LLDPE) sousadas como fonte decarbono para a produodos CNTs;

As sacolas so lavadascom sabo lquido e guaduplamente destilada, esecas sob corrente de

nitrognio; Posteriormente, so

cortadas em quadradosde 1 cm.

Figura 3: Sacolas plsticas deLLDPE usadas como fonte decarbono.


12/20

Figura 4: Reator CVD usado para a fabricao de CNTs.

Zona dePirlise

Zona deDeposio



13/20

Sntese de CNTs - NAAMs O mecanismo de crescimento dos nanotubos de

carbono nos poros da membrana de alumina divididoem 5 etapas:

I. Pirlise da fonte de carbono na zona de pirlise doreator;

II. Dissociao do carbono ao longo do tubo de quartzo;

III. Transferncia dos tomos de carbono para osnanoporos por meio do fluxo de gs argnio;

IV. Nucleao de carbono sobre a superfcie interna dosnanoporos da NAAM;

V. Crescimento dos nanotubos ao longo dos nanoporos.


14/20

Liberao dos CNTs

CNTs-NAAMs foramdissolvidos em soluoaquosa de cidofluordrico (5% p/p) por

10 min sob sonificao; Depois que a matriz de

alumina foi dissolvida, osCNTs liberados foram

transferidos da soluo deHF para uma soluo deetanol por centrifugao.

Figura 5: Liberao

dos CNTs.

Dissoluo

Qumica


15/20

Resumo do processo

Figura 6: Esquema do processo de fabricao de CNTs a partir de

sacolas plsticas.


16/20

Aplicaes CNTs Dessalinao e purificao

de gua;

Separao de gases por

pervaporao;

Fabricao de sensoresultra-sensveis;

Aplicaes na construocivil (confere maiordurabilidade e resistncia aoconcreto);

Nanofiltrao de misturasbiolgicas;

Sistema de liberao

controlada de frmacos;

Aplicaes dearmazenamento de energia;

Aplicaes em circuitoseletrnicos (nanoprocessadores).


17/20

Vantagens de se produzirmembranas de CNT

Modificando a entrada e sada dos CNTscom espcies qumicas seletivas, pode-se

realizar transporte molecular cominteraes qumicas seletivas e reversivas;

Podem ser recicladas por ultrasonificao

e/ou por pirlise, devido suaestabilidadequmica, mecnica e trmica.


18/20

Vantagens de se produzirmembranas de CNT

Tcnicas convencionais CNTs-NAAM

Processamento muito

caro (Condieslaboratoriais muitoespecficas);

Processo de fabricaomuito longo;

Limitado escalalaboratorial.

Produz excelentes CNTs(Arranjo hexagonal,

forma e dimensescontroladas, estabilidadequmica, mecnica etrmica, estreita faixadistribuio de tamanho);

Custo competitivo;

Produo em escala

industrial.


19/20

Concluses Esse procedimento de reciclagem de sacolas

plsticas pode contribuir bastante paraminimizar a poluio ambiental, evitando osproblemas ambientais causados pelo descarte

incorreto; Processo economicamente vivel: parte de um

produto descartado para um produto sofisticadode alto valor agregado;

um processo livre de produo de resduostxicos;

Os CNTs produzidos possuem inmeras aplicaesespecficas e de alta tecnologia.


20/20

Referncias Bibliogrficas

Altalhi, T. et al. Synthesis of well-organisedcarbon nanotube membranes from non-degradable plastic bags with tuneable

molecular transport: Towardsnanotechnological recycling. Elsevier Ltd.2013.

Síntese de nonotubos de carbono a partir de sacalas plásticas não biodegradáveis.pptx

Documents

Transcript of Síntese de nonotubos de carbono a partir de sacalas plásticas não biodegradáveis.pptx