ESTUDO DA INFLUENCIA DE GRUPOS FUNCIONAIS NA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE GASES EM MATERIAIS NANOPOROSOS

Publicado em 22/03/2021 - ISBN: 978-65-5941-128-3

Título do Trabalho
ESTUDO DA INFLUENCIA DE GRUPOS FUNCIONAIS NA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE GASES EM MATERIAIS NANOPOROSOS
Autores
  • Lucas Henrique Monteiro Paodjuenas
  • Felipe Lopes de Oliveira
  • Pierre Mothé Esteves
Modalidade
Resumo apresentação oral padrão
Área temática
Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza (CCMN)/Química
Data de Publicação
22/03/2021
País da Publicação
Brasil
Idioma da Publicação
Português
Página do Trabalho
https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/319414-estudo-da-influencia-de-grupos-funcionais-na-capacidade-de-adsorcao-de-gases-em-materiais-nanoporosos
ISBN
978-65-5941-128-3
Palavras-Chave
Materiais nanoporosos, simulação, captura de gases, adsorção
Resumo
A poluição atmosférica nas áreas urbanas é intensificada devido à emissão de gases (NOx, SOx, CO, CO2, COVs) e partículas por motores de veículos e indústrias, principalmente em grandes centros. Essas substâncias são prejudiciais à saúde humana e aos ecossistemas presentes, tornando necessários mecanismos de captação desses gases poluentes (ABU-KHADER, 2006). Dentre as alternativas para captura e sequestro desses gases, a mais promissora têm sido a utilização de materiais nanoporosos. Essas substâncias são estruturas que possuem poros na escala do nanômetro, apresentamdo propriedades superficiais e estruturais ímpares, devido à possibilidade de um controle estrutural e químico de seus poros. Essas características, aliadas a uma elevada área superficial, tornam os materiais nanoporosos excelentes candidatos para diversas aplicações, dentre elas a captura de determinados gases (MORRIS et al., 2008). A adsorção é o processo em que a substância adsorvida fica retida na superfície do adsorvente, sem ser incorporado ao seu volume. Esse processo pode ocorrer de maneira fisica (regidas pelas forças de Van der Walls, dipolo-dipolo ou dipolo induzido) ou de maneira quimica (regidas por ligações covalentes entre as substancias envolvidas), sendo a adsorção quimica algo irreversivel. Dessa forma, a modificação das características fisico-químicas da superfície dos poros de uma determinada estrutura pode gerar uma seletividade maior para a adsorção de determinado componente, devido às possiveis interações quimicas entre o componente e modificação. Dessa forma, o entendimento de como diversas modificações na estrutura química do material pode facilitar o desenvolvimento de novos materiais com alta capacidade para a captura/sequestro de CO2 em situações de emissão por combustão (ABU-KHADER, 2006) ou de tratamento na obtenção de metano (ROZY et al., 2019). Neste contexto, o presente trabalho pretende explorar a influência de diferentes grupamentos químicos (R=H, F, CH3, CN, COOH, NO2 e NH2) na capacidade de captura de diferentes gases (CH4, CO, CO2 e N2) por materiais materiais nanoporosos. Para isso, foi utilizado um modelo truncado de sólido nanoporoso adaptado de um trabalho publicado recentemente, em que o material (COP-150) já possui uma boa capacidade de captura de CO2 (ROZY et al., 2019). Foram propostas duas variações do COP-150 (material nanoporoso, sintetizado apartir da reação de Fidel-Crafts de um benzeno com o dicloroetano), apresentando diferentes tamanhos de poros a fim de avaliar também como o tamanho do poro influencia na captura desses gases. A capacidade de captura dos gases foi estimada através do cálculo da energia de adsorção para os gases nesses materiais nanoporosos. Os calculos foram realizados a partir da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com os funcionais B3LYP e M06-2X com correção de energia de dispersão de Grimme e a partir da tecnica “Extended tight-binding” (xTB) com as correções (GFN0, GFN1 e GFN2). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABU-KHADER, M.M. Recent Progress in CO2 Capture/Sequestration: A Review. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2006. v.28. n.14. p. 1261-1279 MORRIS, R. E., WHEATLEY, P. S. Gas Storage in Nanoporous Materials. Angewandte Chemie. 2008. V. 47.n.27.p.4966-4981 ROZYYEV, V., THIRION, D., ULLAH, R. et al. High-capacity methane storage in flexible alkane-linked porous aromatic network polymers. Nature Energy. 2019. V. 4. N.7. p. 604–611.
Título do Evento
XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento
Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora
Even3
Meio de Divulgação
Meio Digital

Como citar

PAODJUENAS, Lucas Henrique Monteiro; OLIVEIRA, Felipe Lopes de; ESTEVES, Pierre Mothé. ESTUDO DA INFLUENCIA DE GRUPOS FUNCIONAIS NA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE GASES EM MATERIAIS NANOPOROSOS.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/319414-ESTUDO-DA-INFLUENCIA-DE-GRUPOS-FUNCIONAIS-NA-CAPACIDADE-DE-ADSORCAO-DE-GASES-EM-MATERIAIS-NANOPOROSOS. Acesso em: 08/02/2025

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