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Title: O uso de argilas atapulgitas como dopante no desenvolvimento de diafragmas poliméricos.
Other Titles: The use of attapulgite clays as a dopant in the development of polymeric diaphragms.
El uso de arcillas de atapulgita como dopante en el desarrollo. de diafragmas poliméricos.
???metadata.dc.creator???: NUNES, Raquel Araújo.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIRA, Hélio de Lucena.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: VILAR, Eudesio Oliveira.
???metadata.dc.contributor.referee1???: MÉLO, Tomás Jeferson Alves de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CUNHA, Carlos Thiago Candido.
Keywords: Produção electroquímica de cloro;Indústria colo-soda;Diafragma polimérico;Atapulgita;Electrochemical chlorine production;Colo-soda industry;Polymeric diaphragm;Attapulgite;Producción de cloro electroquímico;Industria de las refrescos
Issue Date: 22-Aug-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: NUNES, Raquel Araújo. O uso de argilas atapulgitas como dopante no desenvolvimento de diafragmas poliméricos. 2019. 75 fl. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35718
???metadata.dc.description.resumo???: Dentre os processos eletroquímicos utilizados na produção eletrolítica de cloro (Cl2) e soda cáustica (NaOH), a tecnologia de diafragma é a mais utilizada no mundo. Durante muito tempo, o amianto foi o principal material empregado na confecção de diafragmas, mas seu uso foi gradualmente banido devido ao seu efeito toxicológico no corpo humano. A fim de substituí-lo foram desenvolvidos diafragmas poliméricos. Embora existam diafragmas poliméricos de uso comercial, as aplicações deles estão limitadas por apresentarem elevados custos de mercado. Além de materiais poliméricos, é necessário o emprego de argilas e óxidos na sua confecção a fim de diminuir a permeabilidade dos diafragmas. Este trabalho teve como objetivo desenvolver diafragmas poliméricos e compara-los com o diafragma comercial Tephram®. Foram desenvolvidos onze diafragmas dopados com três tipos de argilas atapulgitas e óxido de zircônio. As argilas foram submetidas as seguintes caracterizações: Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (FRX) e Análise Granulométrica por difração de laser (AG). Os diafragmas poliméricos dopados foram caracterizados por medição de espessura, permeabilidade e resistividade. Os que apresentaram os melhores resultados dessas propriedades tiveram o seu desempenho eletroquímico analisado. Os resultados obtidos mostraram que as atapulgitas Basf e Brasil Minas apresentaram os menores diâmetros e uma larga distribuição do tamanho de partículas, a atapulgita Basf apresentou a maior concentração de MgO e CaO, e maior pureza estando presente apenas as fases cristalinas da atapulgita e do quartzo em sua composição, e os diafragmas estudados neste trabalho com 75% de argila atapulgita apresentaram os melhores resultados. Dentre esses, o diafragma D4 com 75% de atapulgita Basf apresentou resultados mais próximos ao Tephram® obtendo uma concentração de soda de 15,36 g/L e o menor teor de clorato de sódio no licor de célula (0,33 g/L).
Abstract: Among the electrochemical processes used in the electrolytic production of chlorine (Cl2) and caustic soda (NaOH), diaphragm technology is the most widely used in the world. For a long time, asbestos was the main material used in the manufacture of diaphragms, but its use was gradually banned due to its toxicological effect on the human body. Polymeric diaphragms have been developed to replace it. Although there are commercially available polymer diaphragms, their applications are limited because they present high market costs. In addition to polymeric materials, it is necessary to use clays and oxides in their preparation in order to reduce the permeability of the diaphragms. This work aimed to develop polymeric diaphragms and compare them with the Tephram® commercial diaphragm. Eleven diaphragms doped with three types of attapulgite clays and zirconium oxide were developed. The clays were submitted to the following characterizations: X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence by dispersive energy (XRF) and particle size analysis by laser diffraction (GA). Doped polymeric diaphragms were characterized by thickness, permeability and resistivity measurements. The results showed that the Basf and Brazil Minas atapulgites had the smallest diameters and a wide distribution of the particle size, the Basf atapulgite showed the highest concentration of MgO and CaO, and higher purity being present only the crystalline phases of the atapulgite and the quartz in its composition, and the diaphragms studied in this work with 75% of atapulgite clay presented the best results. The obtained results showed that the diaphragms studied in this work with 75% of atapulgite clay presented the best results. Among these, the D4 diaphragm with 75% attapulgite Basf presented results closer to Tephram® obtaining a soda concentration of 15,36 g/L and the lowest content of sodium chlorate in the cell liquor (0,33 g/L).
???metadata.dc.description.resumen???: Entre los procesos electroquímicos utilizados en la producción electrolítica de cloro (Cl2) y Soda cáustica (NaOH), la tecnología de diafragma es la más utilizada en el mundo. Durante mucho tiempo, el amianto fue el principal material utilizado en la fabricación de diafragmas, pero su uso fue prohibido gradualmente debido a su efecto toxicológico en el cuerpo humano. Para sustituirlo se desarrollaron diafragmas poliméricos. Aunque existen diafragmas poliméricos de uso comercial, sus aplicaciones son limitado debido a los altos costos del mercado. además de materiales polímeros, es necesario utilizar arcillas y óxidos en su fabricación para poder Disminuye la permeabilidad de los diafragmas. Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar diafragmas poliméricos y compararlos con diafragmas comerciales Tefram®. Se desarrollaron once diafragmas dopados con tres tipos de arcillas atapulgitas y óxido de circonio. Las arcillas fueron sometidas a las siguientes Caracterizaciones: Difracción de rayos X (DRX), Fluorescencia de rayos X basada en energía Análisis Dispersivo (FRX) y Granulométrico por difracción láser (AG). los diafragmas Los polímeros dopados se caracterizaron midiendo el espesor, la permeabilidad y resistividad. Los que presentaron mejores resultados de estas propiedades Se analizó su rendimiento electroquímico. Los resultados obtenidos mostraron que las atapulgitas de Basf y Brasil Minas tenían los diámetros más pequeños y una Amplia distribución del tamaño de partículas, la atapulgita de Basf presentó la mayor concentración de MgO y CaO, y mayor pureza con sólo las fases presentes estructuras cristalinas de atapulgita y cuarzo en su composición, y los diafragmas estudiados en este trabajo con 75% de arcilla atapulgita mostró los mejores resultados. Entre estos, el diafragma D4 con 75% de atapulgita Basf presentó mejores resultados. cercano a Tephram® obteniendo una concentración de soda de 15.36 g/L y la más baja Contenido de clorato de sodio en el licor celular (0,33 g/L).
Keywords: Produção electroquímica de cloro
Indústria colo-soda
Diafragma polimérico
Atapulgita
Electrochemical chlorine production
Colo-soda industry
Polymeric diaphragm
Attapulgite
Producción de cloro electroquímico
Industria de las refrescos
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de materiais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35718
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