Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1294
C. R. D. Oliveira, N. I. A. Acevedo, M. C. G. Rocha, Icaro Delgado de Souza, Victor Manuel Tamé Reyes, Joaquim Teixeira de Assis
A incorporacao de residuos e a reducao do teor de agregados minerais em formulacoes de concreto sao acoes que contribuem para a preservacao ambiental. O objetivo desse estudo e desenvolver e avaliar as propriedades e a porosidade de concretos formulados com residuos, provenientes de cabos usados em linhas de amarracao de plataformas de petroleo. Com essa finalidade, os residuos foram caracterizados utilizando tecnicas tradicionalmente utilizadas em materiais. Corpos de prova de concretos de traco padrao 1,0: 2,3: 2,7: 0,55 (cimento: areia: brita: agua) (NBR 5738) foram preparados e usados como referencia. Para avaliar o efeito da incorporacao dos residuos no desempenho dos concretos, corpos de prova com teores de substituicao parcial de 5% e 10% do agregado miudo por residuos foram preparados, e submetidos a ensaios de resistencia a compressao axial (NBR 5739) e de absorcao de agua (NBR 778). A porosidade dos concretos foi determ inada a partir de imagens obtidas em escâner comercial. Os resultados mostraram que os residuos eram constituidos por poli (tereftalato de etileno), PET. O concreto formulado com teor de substituicao de agregado miudo por 5% de PET apresentou leve tendencia ao aumento da resistencia. A substituicao de 10% do agregado por PET, entretanto, reduziu a resistencia do concreto. Os valores de porosidade do concreto de referencia e do formulado com substituicao de 5% de agregado por PET apresentaram relacao condizente com os valores de resistencia a compressao. A metodologia adotada se mostrou satisfatoria para a determinacao de poros do tipo vazios de ar presentes na estrutura do concreto. As curvas de resistencia versus porosidade baseadas nos modelos de Powers e Riyshkevitch demonstraram que essa metodologia pode ser utilizada para determinar a resistencia a compressao de concretos com porosidade menor que 20%. O concreto formulado substituindo o agregado miudo por 5% de PET apresenta resistencia compativel com a do material de referencia. Palavras-chave: Concreto. Residuos. Porosidade. Processamento de imagens. Resistencia a compressao
{"title":"Desenvolvimento e caracterização de concretos produzidos com substituição parcial do agregado miúdo por resíduos de cabos de plataformas de petróleo","authors":"C. R. D. Oliveira, N. I. A. Acevedo, M. C. G. Rocha, Icaro Delgado de Souza, Victor Manuel Tamé Reyes, Joaquim Teixeira de Assis","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1294","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1294","url":null,"abstract":"A incorporacao de residuos e a reducao do teor de agregados minerais em formulacoes de concreto sao acoes que contribuem para a preservacao ambiental. O objetivo desse estudo e desenvolver e avaliar as propriedades e a porosidade de concretos formulados com residuos, provenientes de cabos usados em linhas de amarracao de plataformas de petroleo. Com essa finalidade, os residuos foram caracterizados utilizando tecnicas tradicionalmente utilizadas em materiais. Corpos de prova de concretos de traco padrao 1,0: 2,3: 2,7: 0,55 (cimento: areia: brita: agua) (NBR 5738) foram preparados e usados como referencia. Para avaliar o efeito da incorporacao dos residuos no desempenho dos concretos, corpos de prova com teores de substituicao parcial de 5% e 10% do agregado miudo por residuos foram preparados, e submetidos a ensaios de resistencia a compressao axial (NBR 5739) e de absorcao de agua (NBR 778). A porosidade dos concretos foi determ inada a partir de imagens obtidas em escâner comercial. Os resultados mostraram que os residuos eram constituidos por poli (tereftalato de etileno), PET. O concreto formulado com teor de substituicao de agregado miudo por 5% de PET apresentou leve tendencia ao aumento da resistencia. A substituicao de 10% do agregado por PET, entretanto, reduziu a resistencia do concreto. Os valores de porosidade do concreto de referencia e do formulado com substituicao de 5% de agregado por PET apresentaram relacao condizente com os valores de resistencia a compressao. A metodologia adotada se mostrou satisfatoria para a determinacao de poros do tipo vazios de ar presentes na estrutura do concreto. As curvas de resistencia versus porosidade baseadas nos modelos de Powers e Riyshkevitch demonstraram que essa metodologia pode ser utilizada para determinar a resistencia a compressao de concretos com porosidade menor que 20%. O concreto formulado substituindo o agregado miudo por 5% de PET apresenta resistencia compativel com a do material de referencia. Palavras-chave: Concreto. Residuos. Porosidade. Processamento de imagens. Resistencia a compressao","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75848492","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1283
A. Braga, Geysivana Késsya Garcia Carvalho, H. L. Lira, G. Neves, R. R. Menezes
Mulita e um material que tem recebido atencao especial devido as suas propriedades quimicas, fisicas e mecânicas, que estao correlacionadas com o metodo de sintese utilizado. O metodo sol-gel destaca-se frente aos outros metodos quimicos devido a possibilidade de obtencao de materiais com elevado grau de pureza e baixas temperaturas de sintese. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo a analise dos solventes agua, alcool etilico, alcool isopropilico e tetrahidrofurano, na obtencao de mulita por meio da rota sol-gel. As amostras foram caracterizadas por difracao de raios X (DRX), analise termogravimetrica e diferencial (TG/ATD), adsorcao de nitrogenio, microscopia eletronica de varredura (MEV) e microscopia eletronica de transmissao (MET). Os resultados mostraram que a mulita foi sintetizada com todos os solventes, porem, o uso dos alcoois como solvente proporcionou a obtencao das amostras mais cristalinas, com as menores perdas de massa, com uma morfologia formada por agregados e particulas individualizadas. Palavras-chave: Sintese. Sol-gel. Mulita. Solventes.
{"title":"Influência de diferentes solventes na síntese de mulita por sol-gel","authors":"A. Braga, Geysivana Késsya Garcia Carvalho, H. L. Lira, G. Neves, R. R. Menezes","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1283","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1283","url":null,"abstract":"Mulita e um material que tem recebido atencao especial devido as suas propriedades quimicas, fisicas e mecânicas, que estao correlacionadas com o metodo de sintese utilizado. O metodo sol-gel destaca-se frente aos outros metodos quimicos devido a possibilidade de obtencao de materiais com elevado grau de pureza e baixas temperaturas de sintese. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo a analise dos solventes agua, alcool etilico, alcool isopropilico e tetrahidrofurano, na obtencao de mulita por meio da rota sol-gel. As amostras foram caracterizadas por difracao de raios X (DRX), analise termogravimetrica e diferencial (TG/ATD), adsorcao de nitrogenio, microscopia eletronica de varredura (MEV) e microscopia eletronica de transmissao (MET). Os resultados mostraram que a mulita foi sintetizada com todos os solventes, porem, o uso dos alcoois como solvente proporcionou a obtencao das amostras mais cristalinas, com as menores perdas de massa, com uma morfologia formada por agregados e particulas individualizadas. Palavras-chave: Sintese. Sol-gel. Mulita. Solventes.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73219009","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1288
Fernanda Rech, S. Silva, Liane Roldo, J. Oliveira, Fabio Pinto da Silva
A tecnologia de fabricacao por filamento fundido (FFF) utilizando polimeros como PLA e ABS e bem conhecida. Contudo, o desenvolvimento de filamentos compositos para esta tecnologia de manufatura aditiva, bem como a determinacao dos parâmetros de processamento e das propriedades resultantes na extrusao e na impressao 3D, ainda requerem pesquisa. Esse estudo exploratorio analisa as propriedades quimicas, termicas e a morfologia de filamento de matriz polimerica de PLA e talos de tabaco, visando sua utilizacao no processo FFF. Os materiais utilizados foram talos de tabaco moidos e PLA. As particulas de tabaco, com tamanho medio de 50 m, apresentaram-se aleatoriamente distribuidas no filamento. No entanto, aglomerados de particulas, bolhas e porosidades foram observados no centro do filamento. Ensaios por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostraram que o filamento composito apresentou interacao mecânica entre os materiais. A analise termica permitiu verificar que nao houve degradacao do po de talos de tabaco, mantendo a integridade quimica e fisica do filamento composito a temperatura de extrusao de 180 °C. A calorimetria exploratoria diferencial revelou que as particulas de po de talos de tabaco podem ter atuado como agente nucleante, aumentando o grau de cristalinidade do filamento composito. Sugere-se para estudos futuros o aumento do percentual de po de talos de tabaco, a investigacao de outros metodos de preparacao de compositos, bem como um estudo da adicao de plastificantes ou agentes compatibilizantes para aprimorar a ligacao entre a interface do PLA e as particulas de tabaco. Palavras-chave: impressao 3D, fabricacao de filamento fundido, manufatura aditiva, compositos, tabaco.
{"title":"Formulação e caracterização de potenciais filamentos compósitos de PLA e talos de tabaco para aplicação em manufatura aditiva","authors":"Fernanda Rech, S. Silva, Liane Roldo, J. Oliveira, Fabio Pinto da Silva","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1288","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1288","url":null,"abstract":"A tecnologia de fabricacao por filamento fundido (FFF) utilizando polimeros como PLA e ABS e bem conhecida. Contudo, o desenvolvimento de filamentos compositos para esta tecnologia de manufatura aditiva, bem como a determinacao dos parâmetros de processamento e das propriedades resultantes na extrusao e na impressao 3D, ainda requerem pesquisa. Esse estudo exploratorio analisa as propriedades quimicas, termicas e a morfologia de filamento de matriz polimerica de PLA e talos de tabaco, visando sua utilizacao no processo FFF. Os materiais utilizados foram talos de tabaco moidos e PLA. As particulas de tabaco, com tamanho medio de 50 m, apresentaram-se aleatoriamente distribuidas no filamento. No entanto, aglomerados de particulas, bolhas e porosidades foram observados no centro do filamento. Ensaios por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostraram que o filamento composito apresentou interacao mecânica entre os materiais. A analise termica permitiu verificar que nao houve degradacao do po de talos de tabaco, mantendo a integridade quimica e fisica do filamento composito a temperatura de extrusao de 180 °C. A calorimetria exploratoria diferencial revelou que as particulas de po de talos de tabaco podem ter atuado como agente nucleante, aumentando o grau de cristalinidade do filamento composito. Sugere-se para estudos futuros o aumento do percentual de po de talos de tabaco, a investigacao de outros metodos de preparacao de compositos, bem como um estudo da adicao de plastificantes ou agentes compatibilizantes para aprimorar a ligacao entre a interface do PLA e as particulas de tabaco. Palavras-chave: impressao 3D, fabricacao de filamento fundido, manufatura aditiva, compositos, tabaco.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73816142","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1255
Marcus Vinicius Libardi Pazini, Maria Cristina Bottizzo de Farias, O. A. G. D. Suarez
Neste trabalho e apresentado uma revisao de um conjunto de sistematicas para a estimativa de propriedades elasto-plasticas de materiais metalicos e cerâmicos pelo metodo de indentacao instrumentada. As sistematicas analisadas contemplam a metodologia de Oliver e Pharr original e com uma modificacao da funcao de profundidade de contato de maneira a torna-la mais proxima das medicoes experimentais alem de diferentes metodos analiticos baseados na energia de deformacao (Stilwell e Tabor; Tuck Giannakopoulos e Suresh e Malzbender). Os resultados obtidos para o modulo de elasticidade e a dureza resultantes da aplicacao das sistematicas propostas foram comparados com os valores obtidos da literatura referentes ao aco inoxidavel austenitico 316L, alumina e boreto de ferro e cromo. De modo geral os resultados encontrados para a dureza e modulo de elasticidade calculados utilizando as diferentes sistematicas apresentaram boa coerencia com os valores da literatura, entretanto algumas metodologias necessitaram de aplicacoes de fatores de correcao para a caracterizacao correta das propriedades das amostras. Palavras-chave: Indentacao Instrumentada, Oliver e Pharr, Metodos de Energia, Propriedades Mecânicas.
{"title":"Avaliação de métodos para estimativas de propriedades mecânicas de materiais por indentação instrumentada: uma revisão","authors":"Marcus Vinicius Libardi Pazini, Maria Cristina Bottizzo de Farias, O. A. G. D. Suarez","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1255","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1255","url":null,"abstract":"Neste trabalho e apresentado uma revisao de um conjunto de sistematicas para a estimativa de propriedades elasto-plasticas de materiais metalicos e cerâmicos pelo metodo de indentacao instrumentada. As sistematicas analisadas contemplam a metodologia de Oliver e Pharr original e com uma modificacao da funcao de profundidade de contato de maneira a torna-la mais proxima das medicoes experimentais alem de diferentes metodos analiticos baseados na energia de deformacao (Stilwell e Tabor; Tuck Giannakopoulos e Suresh e Malzbender). Os resultados obtidos para o modulo de elasticidade e a dureza resultantes da aplicacao das sistematicas propostas foram comparados com os valores obtidos da literatura referentes ao aco inoxidavel austenitico 316L, alumina e boreto de ferro e cromo. De modo geral os resultados encontrados para a dureza e modulo de elasticidade calculados utilizando as diferentes sistematicas apresentaram boa coerencia com os valores da literatura, entretanto algumas metodologias necessitaram de aplicacoes de fatores de correcao para a caracterizacao correta das propriedades das amostras. Palavras-chave: Indentacao Instrumentada, Oliver e Pharr, Metodos de Energia, Propriedades Mecânicas.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74532949","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.12998
N. P. D. Moraes, L. Bacetto, Clarice Moreira Goes, Gustavo Viégas Jucá Dantas, Maria Lucia Caetano Pinto da Silva, L. Rodrigues
O desenvolvimento de novos compositos oxalato de zinco (ZnC2O4)/xerogel de carbono para aplicacoes fotocataliticas foi avaliado. O uso do xerogel de carbono e justificado por sua alta condutividade, que facilita a separacao de cargas geradas na estrutura do oxalato de zinco. A eficiencia fotocatalitica dos materiais foi avaliada pela decomposicao do azul de metileno. Os materiais foram produzidos pela dispersao do oxalato de zinco em gel de carbono, durante sua policondensacao em meio acido. Os difratogramas de raios-X evidenciam a existencia da fase β-ZnC2O4 no composito desenvolvido. O material apresenta significativa absorcao de radiacao na faixa de comprimentos de onda visivel. O composito apresentou degradacao completa do azul de metileno (10 mg L-1, 0.5 L) no sistema apos 3 h sob luz solar simulada, com dosagem de 50 mg L-1 de catalisador, evidenciando o potencial uso desse material em processos de tratamento de efluentes. Palavras-chave: Oxalato de Zinco. Xerogel de carbono. Fotocatalise
{"title":"Desenvolvimento de compósitos ZnC2O4/xerogel de carbono para degradação fotocatalítica de azul de metileno sob radiação solar","authors":"N. P. D. Moraes, L. Bacetto, Clarice Moreira Goes, Gustavo Viégas Jucá Dantas, Maria Lucia Caetano Pinto da Silva, L. Rodrigues","doi":"10.1590/S1517-707620210002.12998","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.12998","url":null,"abstract":"O desenvolvimento de novos compositos oxalato de zinco (ZnC2O4)/xerogel de carbono para aplicacoes fotocataliticas foi avaliado. O uso do xerogel de carbono e justificado por sua alta condutividade, que facilita a separacao de cargas geradas na estrutura do oxalato de zinco. A eficiencia fotocatalitica dos materiais foi avaliada pela decomposicao do azul de metileno. Os materiais foram produzidos pela dispersao do oxalato de zinco em gel de carbono, durante sua policondensacao em meio acido. Os difratogramas de raios-X evidenciam a existencia da fase β-ZnC2O4 no composito desenvolvido. O material apresenta significativa absorcao de radiacao na faixa de comprimentos de onda visivel. O composito apresentou degradacao completa do azul de metileno (10 mg L-1, 0.5 L) no sistema apos 3 h sob luz solar simulada, com dosagem de 50 mg L-1 de catalisador, evidenciando o potencial uso desse material em processos de tratamento de efluentes. Palavras-chave: Oxalato de Zinco. Xerogel de carbono. Fotocatalise","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80499730","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1263
A. F. N. Boss, Helena Ravaglia Ferreira, F. Braghiroli, G. Amaral-Labat, Ariane Aparecida Teixeira de Souza, Hassine Bouafif, A. Koubaa, M. Baldan, G. F. L. E. Silva
Radar Absorbing Materials (RAMs) are composite materials able to attenuate an incident electromagnetic wave. Usually, RAMs are made of a polymeric matrix and an electromagnetic absorbent filler, such as silicon carbide or carbon black. Several materials have been investigated as potential fillers, aiming to improve the Reflection Loss (RL) and absorption bandwidth broadening. In this paper, a composite made with silicone rubber and biochar was investigated as a sustainable porous carbon made with biomass waste. Five different composites were characterized, composed of 1 - 5 wt.% of biochar in the silicone rubber. Although the RL of pure biochar composites is not significant, it was demonstrated here how a biochar composite can improve the RL of a RAM material when it is applied as a double-layer structure. While the RL of a ferrite-based RAM with 2.0 mm thickness reaches -28 dB, a combination of this RAM with biochar composite reaches ~ -60 dB with the same thickness. The double-layer structure with 2.3 mm thickness can have an absorption bandwidth of 2.95 GHz over the X-band frequency range, and a structure with 2.6 mm thickness can reach a RL of ~-76 dB. This demonstrates a sustainable, cheaper, and lighter material application (i.e., biochar), which is successfully used in the development of high-efficient electromagnetic shield or sensors. Keywords: Biochar, permittivity, RAM, sustainability, reflectivity.
{"title":"Investigation of sustainable porous carbon as radar absorbing material","authors":"A. F. N. Boss, Helena Ravaglia Ferreira, F. Braghiroli, G. Amaral-Labat, Ariane Aparecida Teixeira de Souza, Hassine Bouafif, A. Koubaa, M. Baldan, G. F. L. E. Silva","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1263","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1263","url":null,"abstract":"Radar Absorbing Materials (RAMs) are composite materials able to attenuate an incident electromagnetic wave. Usually, RAMs are made of a polymeric matrix and an electromagnetic absorbent filler, such as silicon carbide or carbon black. Several materials have been investigated as potential fillers, aiming to improve the Reflection Loss (RL) and absorption bandwidth broadening. In this paper, a composite made with silicone rubber and biochar was investigated as a sustainable porous carbon made with biomass waste. Five different composites were characterized, composed of 1 - 5 wt.% of biochar in the silicone rubber. Although the RL of pure biochar composites is not significant, it was demonstrated here how a biochar composite can improve the RL of a RAM material when it is applied as a double-layer structure. While the RL of a ferrite-based RAM with 2.0 mm thickness reaches -28 dB, a combination of this RAM with biochar composite reaches ~ -60 dB with the same thickness. The double-layer structure with 2.3 mm thickness can have an absorption bandwidth of 2.95 GHz over the X-band frequency range, and a structure with 2.6 mm thickness can reach a RL of ~-76 dB. This demonstrates a sustainable, cheaper, and lighter material application (i.e., biochar), which is successfully used in the development of high-efficient electromagnetic shield or sensors. Keywords: Biochar, permittivity, RAM, sustainability, reflectivity.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90799956","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1261
Maria Polyana Silva Oliveira, T. M. S. Fernandes, T. V. Carvalho
A quitosana e um polimero natural com propriedades interessantes para remocao de compostos orgânicos. O presente trabalho trata da preparacao e caracterizacao de beads de quitosana utilizando glutaraldeido (GLA) como agente reticulante, para serem futuramente serem aplicados na remocao de compostos orgânicos em matrizes aquosas. A variacao na origem da quitosana ou nas suas condicoes de obtencao pode alterar suas propriedades fisico-quimicas, gerando modificacoes nas caracteristicas dos beads, o que muitas vezes podem tornar os resultados nao reprodutiveis. Existe uma grande dificuldade em comparar resultados obtidos com os da literatura, pois ocorre uma grande quantidade de diferencas nas propriedades fisico-quimicas da quitosana. Assim, a determinacao dessas propriedades ajuda a esclarecer as diferentes caracteristicas encontradas para os beads, e que irao influenciar em sua aplicacao. Inicialmente foi realizada a analise fisico-quimica da quitosana comercial usada no estudo, visto que muitos fabricantes nacionais de quitosana nao especificam a metodologia para sua obtencao, nem mesmo suas condicoes de processamento. Os beads obtidos a partir de quitosana comercial foram preparados atraves de um sistema de gotejamento, apos o processo de reticulacao com glutaraldeido (GLA) (0,75% 2,5% e 25%) as amostras foram caracterizadas por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescencia de Raios - X (FRX), Difracao de Raios – X (DRX) e Microscopia Eletronica de Varredura (MEV). O processo de reticulacao promoveu alteracoes nas caracteristicas de coloracao dos beads, indicando efetivacao da reticulacao, que foi confirmada atraves da analise de DRX e MEV, visto que houve um aumento da cristalinidade. Com o FTIR foi possivel visualizar as ligacoes formadas entre os grupos funcionais da quitosana com GLA, que ocorreu preferencialmente nos grupos amino. O preparo dos beads mostrou-se adequado, ja que resultou em beads semelhantes ao encontrado na literatura. Palavras-chave: Beads. Quitosana. Glutaraldeido. Caracterizacao.
{"title":"Síntese e caracterização de beads de quitosana comercial reticulados com glutaraldeído","authors":"Maria Polyana Silva Oliveira, T. M. S. Fernandes, T. V. Carvalho","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1261","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1261","url":null,"abstract":"A quitosana e um polimero natural com propriedades interessantes para remocao de compostos orgânicos. O presente trabalho trata da preparacao e caracterizacao de beads de quitosana utilizando glutaraldeido (GLA) como agente reticulante, para serem futuramente serem aplicados na remocao de compostos orgânicos em matrizes aquosas. A variacao na origem da quitosana ou nas suas condicoes de obtencao pode alterar suas propriedades fisico-quimicas, gerando modificacoes nas caracteristicas dos beads, o que muitas vezes podem tornar os resultados nao reprodutiveis. Existe uma grande dificuldade em comparar resultados obtidos com os da literatura, pois ocorre uma grande quantidade de diferencas nas propriedades fisico-quimicas da quitosana. Assim, a determinacao dessas propriedades ajuda a esclarecer as diferentes caracteristicas encontradas para os beads, e que irao influenciar em sua aplicacao. Inicialmente foi realizada a analise fisico-quimica da quitosana comercial usada no estudo, visto que muitos fabricantes nacionais de quitosana nao especificam a metodologia para sua obtencao, nem mesmo suas condicoes de processamento. Os beads obtidos a partir de quitosana comercial foram preparados atraves de um sistema de gotejamento, apos o processo de reticulacao com glutaraldeido (GLA) (0,75% 2,5% e 25%) as amostras foram caracterizadas por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescencia de Raios - X (FRX), Difracao de Raios – X (DRX) e Microscopia Eletronica de Varredura (MEV). O processo de reticulacao promoveu alteracoes nas caracteristicas de coloracao dos beads, indicando efetivacao da reticulacao, que foi confirmada atraves da analise de DRX e MEV, visto que houve um aumento da cristalinidade. Com o FTIR foi possivel visualizar as ligacoes formadas entre os grupos funcionais da quitosana com GLA, que ocorreu preferencialmente nos grupos amino. O preparo dos beads mostrou-se adequado, ja que resultou em beads semelhantes ao encontrado na literatura. Palavras-chave: Beads. Quitosana. Glutaraldeido. Caracterizacao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76559278","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1277
Rodolfo de Andrade Schaffner, Alan Marchesi Fortes, Sérgio Vitor Cavalcanti Trevisan, R. Domingues, L. Conceição, H. J. Alves
A producao de alcoois pela hidrogenacao do CO na presenca de um catalisador, normalmente Cu/ZnO/Al2O3, em pressoes de 50-100 bar e temperaturas na faixa de 220 a 300 °C, e uma importante rota de producao do metanol. Neste cenario, um novo catalisador foi sintetizado substituindo o ZnO por Nb2O5, que por sua vez, trata-se de uma materia prima nacional com propriedades semicondutoras semelhantes ao oxido de zinco, sendo pouco investigada ate o momento. Deste modo, esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho do catalisador Cu/Nb2O5/Al2O3 na reacao hidrogenacao do CO para producao de alcoois de cadeia curta, em especial o metanol. A sintese do catalisador foi feita via impregnacao umida, e seguiu a mesma proporcao (% massica) do catalisador comercial Hifuel R120 Cu/ZnO/Al2O3, sendo sua composicao baseada na seguinte relacao 18,7/50,5/30,8, respectivamente. O catalisador foi peletizado e caracterizado pelas tecnicas de Fissisorcao de N2, Difracao de Raios X, Microscopia Eletronica de Varredura, Microscopia Eletronica de Transmissao, Dessorcao a Temperatura Programada de NH3 e Distribuicao de tamanhos de particulas por DLS. Os ensaios reacionais foram conduzidos a 250 oC e 40 bar, usando uma mistura sintetica de H2:CO (White Martins, 99%) de 2:1 em uma unidade experimental, sendo o produto liquido obtido, analisado por cromatografia gasosa e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O catalisador apresentou bons resultados na reacao de hidrogenacao do CO, produzindo principalmente alcoois de cadeia curta, o desempenho do catalisador foi comparado ao do Cu-ZnO-Al, sintetizado neste trabalho para comparacao. Alem disso, os resultados indicam que e possivel atuar no preparo do catalisador ou nas condicoes reacionais para tornalo mais seletivo ao metanol e obter uma maior conversao do gas de sintese. Palavras-chave: Hidrogenio. Gas de sintese. Metanol. Niobio.
{"title":"Produção de álcoois de cadeia curta por hidrogenação de CO utilizando catalisadores Cu/Nb2O5/Al2O3","authors":"Rodolfo de Andrade Schaffner, Alan Marchesi Fortes, Sérgio Vitor Cavalcanti Trevisan, R. Domingues, L. Conceição, H. J. Alves","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1277","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1277","url":null,"abstract":"A producao de alcoois pela hidrogenacao do CO na presenca de um catalisador, normalmente Cu/ZnO/Al2O3, em pressoes de 50-100 bar e temperaturas na faixa de 220 a 300 °C, e uma importante rota de producao do metanol. Neste cenario, um novo catalisador foi sintetizado substituindo o ZnO por Nb2O5, que por sua vez, trata-se de uma materia prima nacional com propriedades semicondutoras semelhantes ao oxido de zinco, sendo pouco investigada ate o momento. Deste modo, esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho do catalisador Cu/Nb2O5/Al2O3 na reacao hidrogenacao do CO para producao de alcoois de cadeia curta, em especial o metanol. A sintese do catalisador foi feita via impregnacao umida, e seguiu a mesma proporcao (% massica) do catalisador comercial Hifuel R120 Cu/ZnO/Al2O3, sendo sua composicao baseada na seguinte relacao 18,7/50,5/30,8, respectivamente. O catalisador foi peletizado e caracterizado pelas tecnicas de Fissisorcao de N2, Difracao de Raios X, Microscopia Eletronica de Varredura, Microscopia Eletronica de Transmissao, Dessorcao a Temperatura Programada de NH3 e Distribuicao de tamanhos de particulas por DLS. Os ensaios reacionais foram conduzidos a 250 oC e 40 bar, usando uma mistura sintetica de H2:CO (White Martins, 99%) de 2:1 em uma unidade experimental, sendo o produto liquido obtido, analisado por cromatografia gasosa e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O catalisador apresentou bons resultados na reacao de hidrogenacao do CO, produzindo principalmente alcoois de cadeia curta, o desempenho do catalisador foi comparado ao do Cu-ZnO-Al, sintetizado neste trabalho para comparacao. Alem disso, os resultados indicam que e possivel atuar no preparo do catalisador ou nas condicoes reacionais para tornalo mais seletivo ao metanol e obter uma maior conversao do gas de sintese. Palavras-chave: Hidrogenio. Gas de sintese. Metanol. Niobio.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76013201","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1241
Álvaro Soliz, C. Alfaro, Luis Cáceres, D. Guzman
En el presente trabajo se estudia el efecto de la densidad de corriente sobre la morfologia del cobre depositado por electrolisis desde una solucion acida de sulfato de cobre en presencia y ausencia de iones cloruros como impurezas. Para ello, tecnicas de cronopotenciometria y microscopia electronica de barrido son utilizadas. El estudio revela que, para ambas situaciones en presencia y ausencia de iones cloruros, los perfiles temporales del potencial catodico son desplazados en direccion catodica con el incremento de la densidad de corriente, los cuales estan asociados a la ocurrencia simultanea de reacciones catodicas durante la electrolisis de cobre. Los resultados morfologicos demuestran una influencia directa de la densidad de corriente representada por transiciones en los mecanismos de electrocristalizacion asociadas a etapas de nucleacion y crecimiento de las particulas depositadas. Los cambios en los patrones morfologicos son corroborados por un deposito de cobre tipo dendritico y granular en la solucion de electrolitos sin iones cloruros, a diferencia del deposito de cobre observado en la solucion de electrolitos con presencia de iones cloruros los cuales se observa una morfologia dendritica y laminada. Estos resultados claramente demuestran aspectos mecanisticos sobre la electrolisis de cobre. Palabras clave: Densidad de corriente, Iones cloruros, Morfologia, Potencial catodico.
{"title":"Caracterización morfológica de cobre depositado por electrólisis influenciado por presencia de iones cloruros","authors":"Álvaro Soliz, C. Alfaro, Luis Cáceres, D. Guzman","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1241","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1241","url":null,"abstract":"En el presente trabajo se estudia el efecto de la densidad de corriente sobre la morfologia del cobre depositado por electrolisis desde una solucion acida de sulfato de cobre en presencia y ausencia de iones cloruros como impurezas. Para ello, tecnicas de cronopotenciometria y microscopia electronica de barrido son utilizadas. El estudio revela que, para ambas situaciones en presencia y ausencia de iones cloruros, los perfiles temporales del potencial catodico son desplazados en direccion catodica con el incremento de la densidad de corriente, los cuales estan asociados a la ocurrencia simultanea de reacciones catodicas durante la electrolisis de cobre. Los resultados morfologicos demuestran una influencia directa de la densidad de corriente representada por transiciones en los mecanismos de electrocristalizacion asociadas a etapas de nucleacion y crecimiento de las particulas depositadas. Los cambios en los patrones morfologicos son corroborados por un deposito de cobre tipo dendritico y granular en la solucion de electrolitos sin iones cloruros, a diferencia del deposito de cobre observado en la solucion de electrolitos con presencia de iones cloruros los cuales se observa una morfologia dendritica y laminada. Estos resultados claramente demuestran aspectos mecanisticos sobre la electrolisis de cobre. Palabras clave: Densidad de corriente, Iones cloruros, Morfologia, Potencial catodico.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83371868","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1270
V. E. Rodrigues, Hugo Moreira da Silva Costa, B. Fonseca, M. R. Baldan, Rita de Cássia Mendonça Sales, J. T. Matsushima
Compositos polimericos reforcados com fibras de carbono sao materiais cada vez mais utilizados em diferentes segmentos industriais, em especial, os segmentos aeronauticos e automobilisticos devido a sua elevada resistencia mecânica e baixa massa especifica. Desta forma, existe grande preocupacao com o descarte e a reciclagem dos componentes que representam produtos de alto valor economico agregado, principalmente fibras de carbono. O processo de pirolise tem sido um dos metodos de reciclagem de compositos para recuperar as fibras de carbono a partir da degradacao da matriz polimerica. No setor de energia, fibras de carbono sao traduzidas como bons materiais de armazenamento de energia, por apresentar desejaveis caracteristicas condutoras e capacitivas que potencializam sua aplicacao como material de eletrodo em supercapacitores. Neste sentido, a proposta deste trabalho consiste em viabilizar o uso de fibras de carbono recicladas por pirolise de compositos epoxi reforcado com fibras de carbono como material de eletrodo de supercapacitores e avaliar a influencia dos tratamentos termoquimico e quimico sobre suas propriedades capacitivas. Imagens FEG-MEV mostraram que as fibras de carbono foram praticamente limpas permanecendo um minimo de carbono residual sobre a superficie. A area BET e as analises FTIR, Raman e de voltametria ciclica mostraram que os tratamentos termoquimico e quimico realizados na FCP nao contribuiram para melhorar a capacidade de armazenamento de cargas na interface eletrodo/eletrolito, pelo contrario, o tratamento quimico levou a uma grande reducao da capacidade da FCP no armazenamento de energia devido a incorporacao de grupos OH e COOH. As curvas de carga/descarga evidenciam boa ciclabilidade e os valores de capacitância especifica para a fibra de carbono reciclada de 34 Fg-1, densidade de potencia de 37,6 Wkg-1 e densidade de energia de 4,7 Whkg-1encontram-se dentro da faixa para aplicacoes como eletrodos de supercapacitores. Palavras-chave:Fibra de Carbono. Pirolise. Supercapacitores.
{"title":"Reciclagem de fibras de carbono oriundas de compósitos estruturais de matriz epóxi por processo térmico de pirólise e aplicação como materiais de eletrodo em supercapacitores","authors":"V. E. Rodrigues, Hugo Moreira da Silva Costa, B. Fonseca, M. R. Baldan, Rita de Cássia Mendonça Sales, J. T. Matsushima","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1270","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1270","url":null,"abstract":"Compositos polimericos reforcados com fibras de carbono sao materiais cada vez mais utilizados em diferentes segmentos industriais, em especial, os segmentos aeronauticos e automobilisticos devido a sua elevada resistencia mecânica e baixa massa especifica. Desta forma, existe grande preocupacao com o descarte e a reciclagem dos componentes que representam produtos de alto valor economico agregado, principalmente fibras de carbono. O processo de pirolise tem sido um dos metodos de reciclagem de compositos para recuperar as fibras de carbono a partir da degradacao da matriz polimerica. No setor de energia, fibras de carbono sao traduzidas como bons materiais de armazenamento de energia, por apresentar desejaveis caracteristicas condutoras e capacitivas que potencializam sua aplicacao como material de eletrodo em supercapacitores. Neste sentido, a proposta deste trabalho consiste em viabilizar o uso de fibras de carbono recicladas por pirolise de compositos epoxi reforcado com fibras de carbono como material de eletrodo de supercapacitores e avaliar a influencia dos tratamentos termoquimico e quimico sobre suas propriedades capacitivas. Imagens FEG-MEV mostraram que as fibras de carbono foram praticamente limpas permanecendo um minimo de carbono residual sobre a superficie. A area BET e as analises FTIR, Raman e de voltametria ciclica mostraram que os tratamentos termoquimico e quimico realizados na FCP nao contribuiram para melhorar a capacidade de armazenamento de cargas na interface eletrodo/eletrolito, pelo contrario, o tratamento quimico levou a uma grande reducao da capacidade da FCP no armazenamento de energia devido a incorporacao de grupos OH e COOH. As curvas de carga/descarga evidenciam boa ciclabilidade e os valores de capacitância especifica para a fibra de carbono reciclada de 34 Fg-1, densidade de potencia de 37,6 Wkg-1 e densidade de energia de 4,7 Whkg-1encontram-se dentro da faixa para aplicacoes como eletrodos de supercapacitores. Palavras-chave:Fibra de Carbono. Pirolise. Supercapacitores.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84452032","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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