Desenvolvimento de materiais híbridos metalorgânicos de Alumínio para captura de CO2 de efluentes gasosos de refinarias de petróleo e termoelétricas

Os MOFs (Metal Organic Frameworks) são sólidos que apresentam alta área superficial, estrutura ordenada e alta capacidade térmica. Eles vêm sendo estudados como alternativa à captura de CO2 em refinarias de petróleo e termoelétricas. Este trabalho teve como objetivo estudar a síntese, ativação e capacidade de adsorção de CO2 e CH4, de um MOF de alumínio denominado MIL-53(Al). Foram analisados parâmetros de otimização dos procedimentos de síntese e ativação do MIL-53(Al), como o tempo de reação que variou de 24h, 48h e 72h, com o objetivo de minimizar os seus gastos energéticos, assim como na ativação do MIL-53(Al), onde dois processos foram comparados: 1) o aquecimento do material, sem uso de qualquer solvente; 2) a adição do solvente dimetilformamida, seguida de aquecimento. O MIL-53(Al) sintetizado e após a ativação, foi caracterizado por difração de raio-X, espectroscopia no infravermelho e análise termogravimétrica. As análises de adsorção de CO2 e CH4 foram feitas com o material ativado em duas temperaturas: 20°C e 75°C, em uma faixa de pressão até 30 bar. As caracterizações demonstraram que o MIL-53(Al) foi obtido nos três tempos reacionais testados. Já a ativação melhor caracterizada foi com o uso de solvente, onde se verificou que os ligantes residuais foram removidos. O MIL-53(Al), ativado com aquecimento apresentou ainda ligantes residuais nos poros. As análises de adsorção foram realizadas, a 20ºC e 75ºC, para duas sínteses: em 24h e 72h, ambas ativadas pelos dois procedimentos. Comparando as sínteses, comprovou-se que a mesma pode ser realizada em menor tempo reacional, pois apresentou adsorções de CO2 e CH4 equivalentes aos encontrados na literatura, onde a síntese do MIL-53(Al) foi realizada em 72h. Em relação às ativações, o material apresentou valores de adsorção compatíveis para os dois procedimentos, porém somente para a síntese de 24h. A síntese de 72h apresentou adsorções bem menores, quando ativada por aquecimento, enquanto que a mesma ativada com dimetilformamida obteve valores compatíveis com a literatura. Assim, esse estudo contribui para a proposição de um menor custo energético na síntese do MIL-53(Al), além de evitar o uso de solventes na ativação, tornando o processo de sua obtenção mais verde e sustentável