Ativação mecanoquímica para obtenção da Zeólita ZSM-5 hierárquica e aplicação na pirólise do plástico

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Queiroz, Pedro Filipe Alves Chaves de
• Orientador(a): Fernandes Júnior, Valter José
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Química; Moagem de bolas; Polipropileno; ZSM-5 hierárquica; Pirólise; Combustíveis sustentáveis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60268

As zeólitas hierárquicas são materiais com uma combinação de microporos, mesoporos e macroporos para facilitar a difusão de moléculas volumosas preservando as características da zeólita microporosa de origem. Solvente, calor e tempo são usados na síntese hidrotérmica que é mais cara e produzem resíduos. Esta pesquisa visa evitar a síntese hidrotérmica usando a síntese mecanoquímica, através da técnica de moagem de bolas da zeólita NH4ZSM-5, livre de solvente, com co-templates: brometo de cetiltrimetilamônio (CTMABr) e brometo de tetrapropilamônio (TPABr). O tempo de moagem, diâmetro, quantidade de bolas e a escala de rotação foram otimizados para identificar as melhores condições operacionais do moinho de bolas (IKA ULTRA TURRAX TUBE DRIVE – UTTD), para ativação mecanoquímica da zeólita ZSM-5. A análise de dados usando Difração de raios X (DRX), Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia de dispersão de elétrons (MEV/EDS) mostraram as melhores condições do moinho de bolas: utilizando 15 bolas de aço com 6 mm de diâmetro, sem solvente e a análise textural por adsorção e dessorção de N2 revelaram que apenas cinco minutos são necessários para alterar significativamente a estrutura e a forma química, levando à reorganização via recristalização e novas ligações geradas pelos grupos silicatos e aluminatos dos catalisadores. Os dados de análise termogravimétrica das zeólitas mostraram a importância dos templates para o desenvolvimento de mesoporos intercristalinos. Os catalisadores modificados foram aplicados na pirólise do polipropileno e os produtos foram analisados por cromatografia a gás acoplado a espectrometria de massas (CG/EM). Foi observado que a zeólita ZSM-5 com ativação mecanoquímica produziu 94% em massa de compostos na faixa de hidrocarbonetos na faixa de C7 a C10, semelhantes a gasolina e diesel, com seletividade para compostos monoaromáticos, evidenciando que o material obtido foi efetivo para produção de combustíveis sustentável de alto valor agregado a partir da conversão de plásticos.