8/2/2019 Sntese de Nanotubos de Carbono

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A tradicional produo de acar, associada crescente produo de bioetanol, faz da indstriasucroalcooleira um dos principais segmentos daeconomia dos pases integrantes do Mercosul.

A fermentao o principal processo empregadona indstria sucroalcooleira, durante esta etapa gerado um resduo conhecido como bagao da

cana. Aproximadamente 225 kg deste resduoso gerados para cada 1000 kg de cana inseridano processo.

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O bagao da cana-de-acar pode ser

queimado em caldeiras para produzir energiaeltrica e vapor, sendo utilizada dentro daprpria planta industrial ou exportada para umsistema de aquecimento urbano, reduzindo ademanda de combustveis fsseis.

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A nanotecnologia tem despertado o interessede diversas reas devido s enormespossibilidades de aplicaes.

Dentre os produtos de nanotecnologia, osnanotubos de carbono (CNTs) destacam-secomo os mais promissores, estes materiais

so formados por estruturas cilndricasconstitudas de tomos de carbono comgraus estruturais na ordem de nanmetros.

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Propriedades dos Nanotubos de Carbono: alta resistncia qumica,

resistncia oxidao e temperatura, baixa densidade, transporte eltrico, altssima resistncia mecnica, flexibilidade e resistncia ruptura.

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Aplicaes dos Nanotubos de carbono: Fontes de eltrons para diplays de tela plana, Pontas (tips) para microscpios de sonda, Estocagem de gs, Suporte para catalisadores, Na obteno de membranas para filtrao molecular, Aditivos para polmeros, Sensores, Capacitadores de alta potncia, Resistores qunticos, Condutores balsticos, Nanopinas, Msculos artificiais.

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Os nanotubos de carbono so formados a

partir de uma camada de grafite que seenrola, produzindo cilindros perfeitos.

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A figura a seguir apresenta um Desenhoesquemtico da estrutura de um nanotubodecarbono.

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Apesar das excelentes propriedades, o usodos nanotubos de carbono limitado devidoao alto custo de produo.

Para reduzir o custo de um produto, duasvias so fundamentais: o barateamento do processo ou,

a reduo do custo das matrias-primas.

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O objetivo deste trabalho o emprego de

uma nova tecnologia no processo da queimado bagao da cana-de-acar visando, almda tradicional gerao de energia, umadiminuio das emisses gasosas e produo de nanotubos de carbono.

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Matria Prima: Bagao da cana-de-acar. Cadinho de cermica: utilizado para inserir 4

gramas do material no sistema.

Processo: pirlise, no qual o material decomposto por tratamento trmico com aausncia de gases oxigenados.

Catalisador metlico: composto de uma tela demalha de ao inoxidvel - tipo 304 (uma ligacomposta de 67% ferro, 18-20% cromo e 11%nquel).

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A figura que segue, mostra o esquema dosprocessos.

O cadinho inserido noforno primrio (A), os gases

gerados pela queima domaterial atravessam o filtro

(B) e entram no segundoforno, no qual a tela metlica

(C) reage com os gases eforma o material particulado.

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Caracterizao atravs da anlise doshidrocarbonetos gasosos gerados e um estudodo material sintetizado.

O processo de sntese empregado neste trabalho baseado na deposio qumica de vapor (CVD),a qual consiste de reaes de desidrogenaotrmica atravs do uso de um catalisador

composto de um metal de transio empregadopara quebrar os hidrocarbonetos gasosos emcarbono e hidrognio.

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O emprego da tela (catalisador) ocasionou umadiminuio das emisses dos hidrocarbonetosgasosos, indicando que uma reteno doshidrocarbonetos ocorreu no sistema de

catlise.

A recuperao dos hidrocarbonetos gasosos,gerados durante a pirlise do bagao da cana-de- acar como fonte de carbono para asntese de CNTs via CVD, uma tecnologiavivel.

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O emprego damicroscopiaeletrnica de

transmissopossibilitou umaanlise das

estruturas dos

nanomateriaisformados.

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A anlise termogravimtrica (TGA) foi utilizada parauma investigao das impurezas presentes no pobtido aps a imerso das telas metlicas nasoluo de etanol. A Figura exibe a curva TGA do

material produzido.

A perda deaproximadamente 13% da

massa inicial antes da

temperatura atingir800C indica a presenadas impurezas presentes

no p recolhido, estasimpurezas so

constitudas basicamente

por carbono amorfo.

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A espectroscopia Raman permite a diferenciaoentre as diferentes formas alotrpicas do carbono:nanotubos, grafite ou carbono amorfo.

Banda G: associada ananotubos perfeitos.Banda D: atribuda

presenade estruturas

desordenadas, comonanotubos de carbonodefeituosos ou carbono

Amorfo.

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A associao do processo de catlise ao depirlise representa uma soluo inovadorapara a diminuio das emisses gasosas e aproduo de nanomateriais.

O emprego da tela de ao inoxidvelocasionou uma diminuio das emisses de

gases nocivos ao meio ambiente como ometano.

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Os resultados apontaram 87% denanomateriais, sendo que a espectroscopiaRaman comprovou que estes materiaispossuem estrutura similar aos nanotubos de

carbono.

Ento, o uso do bagao da cana-de-acarcomo matria-prima para a produo de

nanotubos de carbono mostra-se serbastante satisfatria e uma rea interessantepara investimentos futuros.

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Nanotecnologia para o Mercosul. Sntese denanotubos de carbono atravs do uso dobagao da cana-de-acar como matria-prima. pg 54. Braslia, novembro de 2010.Disponvel em :http://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdf.

http://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdfhttp://www.unesdoc.unesco.org/images/0018/001899/189921por.pdf