Estudo da variação da relação SIO₂/AI₂O₃ na produção de geopolímeros para imobilizar contaminantes
Geopolímeros são polímeros inorgânicos formados a partir da reação exotérmica entre um precursor aluminossilicato reativo e uma solução ativadora, promovendo a dissolução dos aluminossilicatos e formação de oligômeros Si-O-Al. A relação SIO₂/AI₂O₃ influencia o arranjo tridimensional do material e su...
| Main Author: | SANTOS, Fábio Astrogildo dos |
|---|---|
| Other Authors: | MARINHO, Erika Pinto |
| Format: | masterThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/27562 |
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ir-123456789-27562 |
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ir-123456789-275622019-10-26T03:28:05Z Estudo da variação da relação SIO₂/AI₂O₃ na produção de geopolímeros para imobilizar contaminantes SANTOS, Fábio Astrogildo dos MARINHO, Erika Pinto http://lattes.cnpq.br/0081235148661065 http://lattes.cnpq.br/1192938961586608 Metais pesados (Brasil) Cobre (Brasil) Cobalto (Brasil) Resíduos de metal (Brasil) Engenharia de materiais (Brasil) Geopolímeros são polímeros inorgânicos formados a partir da reação exotérmica entre um precursor aluminossilicato reativo e uma solução ativadora, promovendo a dissolução dos aluminossilicatos e formação de oligômeros Si-O-Al. A relação SIO₂/AI₂O₃ influencia o arranjo tridimensional do material e suas propriedades. Uma das características do material é a capacidade de retenção de contaminantes metálicos, que podem ficar retidos por combinação química, ligação eletrostática e encapsulamento físico. Em 2014, cerca de 4,5% do lixo eletrônico global gerado foi devido à presença do cobre e cobalto presentes nas placas de circuito, cabeamento e baterias de lítio. Os processos de destinação desses resíduos tem elevado custo e consumo energético. Este trabalho avaliou os efeitos das relações molares SiO2/Al2O3 na produção dos geopolímeros à base de metacaulim para imobilização de cobre ou cobalto. Foram preparados geopolímeros de referência (sem cobre ou cobalto), e geopolímeros com 0,1% em massa de cobre ou cobalto nas razões molares SiO2/Al2O3= 3,0, 3,25 e 4,0. Foram verificados o tempo de pega, resistênciaà compressão, e testes de lixiviação. Observou-se um aumento no tempo de pega dos geopolímeros com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. As resistências mecânicas dos geopolímeros de referência aos 28 dias variaram de 3 a 8 MPa com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. Os geopolímeros com cobalto alcançaram até 9 MPa de resistência à compressão, e os geopolímeros com o cobre até 12 MPa. Geopolímeros com razão molar SiO2/Al2O3= 4,0 tiveram capacidade de retenção de 99% para o cobre e 88% para o cobalto. Geopolymers are inorganic polymers formed from the exothermic reaction between a reactive aluminosilicate precursor and an activator solution, promoting the dissolution of aluminosilicates and formation of Si-O-Al oligomers. The SIO₂/AI₂O₃ ratio influences the three-dimensional arrangement of the material and its properties. One of the characteristics of the material is the retention capacity of metallic contaminants, which can be retained by chemical combination, electrostatic bonding and physical encapsulation. In 2014, about 4.5% of the global electronic waste generated was due to the presence of copper and cobalt present in circuit boards, cabling and lithium batteries. The processes of destination of this waste have high cost and energy consumption. This work evaluated the effects of SIO₂/AI₂O₃ molar ratios on the production of metakaolin - based geopolymers for the immobilization of copper or cobalt. Reference geopolymers (without copper or cobalt), and geopolymers with 0.1% by mass of copper or cobalt were prepared in the molar ratios SIO₂/AI₂O₃ = 3.0, 3.5 and 4.0. Setting time, compressive strength, and leaching tests were verified. An increase in the setting time of the geopolymers was observed with increasing molar ratio SIO₂/AI₂O₃. The mechanical strengths of the reference geopolymers at 28 days ranged from 3 to 8 MPa with increasing SIO2/Al2O3 molar ratio. Geopolymers with cobalt reached up to 9 MPa of compressive strength, and geopolymers with copper up to 12 MPa. Geopolymers with molar ratio SIO₂/AI₂O₃ =4.0 had 99% retention capacity for copper and 88% for cobalt. 2018-11-20T18:42:11Z 2018-11-20T18:42:11Z 2017-07-27 masterThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/27562 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil e Ambiental |
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REPOSITORIO UFPE |
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Metais pesados (Brasil) Cobre (Brasil) Cobalto (Brasil) Resíduos de metal (Brasil) Engenharia de materiais (Brasil) |
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Geopolímeros são polímeros inorgânicos formados a partir da reação exotérmica entre um precursor aluminossilicato reativo e uma solução ativadora, promovendo a dissolução dos aluminossilicatos e formação de oligômeros Si-O-Al. A relação SIO₂/AI₂O₃ influencia o arranjo tridimensional do material e suas propriedades. Uma das características do material é a capacidade de retenção de contaminantes metálicos, que podem ficar retidos por combinação química, ligação eletrostática e encapsulamento físico. Em 2014, cerca de 4,5% do lixo eletrônico global gerado foi devido à presença do cobre e cobalto presentes nas placas de circuito, cabeamento e baterias de lítio. Os processos de destinação desses resíduos tem elevado custo e consumo energético. Este trabalho avaliou os efeitos das relações molares SiO2/Al2O3 na produção dos geopolímeros à base de metacaulim para imobilização de cobre ou cobalto. Foram preparados geopolímeros de referência (sem cobre ou cobalto), e geopolímeros com 0,1% em massa de cobre ou cobalto nas razões molares SiO2/Al2O3= 3,0, 3,25 e 4,0. Foram verificados o tempo de pega, resistênciaà compressão, e testes de lixiviação. Observou-se um aumento no tempo de pega dos geopolímeros com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. As resistências mecânicas dos geopolímeros de referência aos 28 dias variaram de 3 a 8 MPa com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. Os geopolímeros com cobalto alcançaram até 9 MPa de resistência à compressão, e os geopolímeros com o cobre até 12 MPa. Geopolímeros com razão molar SiO2/Al2O3= 4,0 tiveram capacidade de retenção de 99% para o cobre e 88% para o cobalto. |
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