Síntese e caracterização de g-C3N4 e sua aplicação como retardante de fogo em combustível vegetal

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Faria, Dalila Aparecida
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Incêndios florestais; Fogo; Retardantes de combustão; Nitreto de carbono grafítico; Queima de gases
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/822

Neste trabalho g-C3N4 (CN) foi testado como retardante de fogo, para aplicação em incêndios florestais. Para isso, CN foi sintetizado pelo método de policondensação térmica de melamina e sua caracterização foi realizada por análises de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de absorção na região do infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IV), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), isoterma de adsorção/dessorção de N2 e análise elementar (CHN). A propriedade de retardamento de fogo de CN foi verificada com testes de queima utilizando, capim Feno como combustível. Os testes mostraram que g-C3N4 conferiu propriedades de retardamento de fogo ao material vegetal, delongando o tempo de queima e diminuindo a massa de combustível residual. Esses experimentos revelaram ainda que a retardância de fogo de CN é mais expressiva no aumento do tempo de queima, do que no aumento da massa residual. A mistura de CN e NH4H2PO4 (MAP) também foi avaliada em testes de queima, obtendo como resultado, a melhoria da eficiência retardante de fogo, em relação a CN puro. Esses dados revelaram a existência de efeito sinérgico entre CN e MAP, de modo que MAP promoveu carbonização, aumentando a massa residual, enquanto CN tornou o processo de queima mais lento. A decomposição térmica de CN foi estudada por FT-IV e TG (análise termogravimétrica). Os resultados mostraram que o material possui alta estabilidade térmica, que lhe confere a propriedade de formação de barreira física, durante o aquecimento. Além disso, notou-se que, diante do aumento de temperatura, CN libera moléculas de água adsorvidas em sua estrutura porosa, promovendo resfriamento. Esse resfriamento pode alterar o processo de pirólise do material vegetal, aumentando a massa residual. Além disso, a decomposição CN pode liberar gases diluidores, reduzindo a concentração de gases combustíveis. De posse dessas informações, foi proposto um mecanismo de retardamento de fogo para g-C3N4.