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Análise computacional da síntese de membranas de carbono

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Análise computacional da síntese de membranas de carbono

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Título Análise computacional da síntese de membranas de carbono
Autor Christmann, Augusto Mohr
Orientador Muniz, Andre Rodrigues
Data 2016
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Curso de Engenharia Química.
Assunto Engenharia química
Resumo Membranas de carbono (MC) possuem grande potencial de aplicação, pois apresentam elevada permeabilidade e seletividade, devido ao tamanho de seus poros que são próximos a diâmetros moleculares. Graças a sua composição grafítica estas são estáveis quimicamente e mecanicamente podendo serem usadas em separações de misturas em condições severas, como em alta temperatura e produtos corrosivos. Neste trabalho simulações de dinâmica molecular com o potencial reativo Reaxff foram empregadas para estudar o processo de pirólise do polímero Poliacrilonitrila (PAN) para a formação de membranas de carbono. O objetivo é obter um melhor entendimento dos processos físico-químicos envolvidos na transformação polímeroMC visando fornecer informações relevantes para uma melhoria do controle das propriedades do produto final. Foram analisadas duas configurações iniciais: uma do polímero com a sua cadeia original e outra da configuração deste submetido a um processo de pré-estabilização para aumentar a sua estabilidade á altas temperaturas, utilizado comumentemente. Durante a exposição do PAN em altas temperaturas foi verificada a geração de moléculas gasosas de H2, N2 e NH3 e a transformação das cadeias poliméricas em uma estrutura plana, com poros nanométricos, e com a presença de anéis de carbono que caracterizam estrutura grafítica, que aumentam a resistência da membrana. O aumento da temperatura de processo aumentou a formação de produtos gasosos e do número de estruturas cíclicas de carbono. Verificou-se a formação de poros de 3 até 7 Å de abertura. Os principais mecanismos das transformações puderam ser identificados através da observação dos resultados das trajetórias atômicas fornecidas pela simulação.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/143927
Arquivos Descrição Formato
000998061.pdf (3.416Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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