Síntese do óxido de grafeno funcionalizado para remoção de gás sulfídrico presente no gás natural
Gás natural. Gás sulfídrico. Óxido de grafeno. Ácido cítrico. Adsorção.
Devido a influência econômica do gás natural (GN) no Brasil, o aperfeiçoamento das técnicas de refino do GN é de grande importância, visto que interfere de forma positiva no setor energético do país. Neste sentido, uma das principais etapas no processo de refino é a remoção do gás sulfídrico (H2S) presente no GN, processo conhecido como dessulfurização. O H2S provoca a formação de chuvas ácidas, poluição da água, do solo, intoxicação da fauna e flora, além de provocar a corrosão das tubulações e reagir com maioria dos metais. Com essa perspectiva, um adsorvente a base de óxido de grafeno (GO) foi desenvolvido por meio da decomposição térmica (DT) do ácido cítrico (AC), suco de limão, uma rota alternativa ao processo tradicional que tem como base os princípios da química verde, uma vez que o método tradicional produz resíduos altamente tóxicos. Sabendo que o H2S é um gás ácido e que o GO também apresenta uma estrutura ácida, a funcionalização com amina (GOF-DI) foi realizada, a fim de deixar o GO com características básicas, proporcionando a interação entre a GOF-DI e o gás. Destaca-se ainda que o H2S apesenta alta afinidade com metais, logo, a GOF-DI também foi funcionalizada com cobre e ferro, a fim de analisar o comportamento de adsorção com esses materiais. A caracterização do GO e das GOF’s foi realizada pelas técnicas de FTIR, DRX, BET, FRX e TGA/DTG. Por meio do espectro de FTIR observou-se que houve a formação dos elementos, devido a presença de picos característicos do material. No DRX foi possível notar o aumento da distância interplanar, GO = 0,49 nm, GOF-DI = 0,63 nm, GOF-DI+Cu = 0,68 nm e GOF-DI+Fe = 0,37 nm. Nas análises de BET a área superficial do GO foi de 18,05 m2.g-1, enquanto que para a GOF-DI de 456,40 m2.g-1. Com as análises de TGA/DTG observou-se que o GO apresenta a perda de grupos funcionais menos estáveis na faixa de 150 a 234 °C, enquanto que na faixa de 234 a 373 °C há perda de grupos funcionais estáveis, e por fim na faixa de 373 a 479 °C acontece a degradação da estrutura. Em contrapartida as GOF’s apresentaram estruturas mais estáveis, visto que a degradação dos grupos funcionais e da estrutura é detectada a partir de 155 a 530 °C. Além da caracterização dos materiais, foram realizados testes de adsorção para avaliar o processo adsortivo e determinar a capacidade de adsorção das GOF’s. Esses testes foram avaliados por meio de analises como FTIR, TGA/DTG e UV no qual demostraram a presença do H2S incorporado na estrutura dos adsorventes. A capacidade de adsorção frente ao H2S da GOF-DI foi de 357,80 mg.g^(-1) e da GOF-DI+Cu 547,84 mg.g^(-1).