Estudo da influência dos parâmetros de tratamento térmico da resina furfurílica nas características morfológicas, estruturais e condutividade elétrica do carbono vítreo reticulado

O carbono vítreo reticulado (CVR) é um material carbonoso, rico em átomos de carbono ligados por ligações sp2, obtido pelo tratamento térmico (TT) de carbonização (a pelo menos 1000 ºC, sob atmosfera inerte) de resinas termorrígidas. A sua obtenção pode se dar por diferentes metodologias, usualmente pelo uso de um material de sacrifício, que se degrada durante o TT e gera poros de transporte. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes tempos de patamar (2, 8, 12, 24 e 36 h) a 1000 ºC nas características estruturais, morfológicas e condutividade elétrica de amostras de CVR obtidas a partir de uma espuma de poliuretano (PU, material de sacrifício), impregnada com resina furfurílica (PFA). A espuma de PU/PFA foi caracterizada por espectrofotometria de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e análises termogravimétricas, as amostras de CVR por difração de raios X (DRX), microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), e condutividade elétrica por 2 pontas. Os resultados de FT-IR e DRX confirmam a conversão da espuma de PU/PFA no CVR, com um rendimento de ~44%. As análises de DRX também evidenciam mudanças no ordenamento estrutural das amostras de CVR em função dos diferentes tempos de patamar, devido à provável expulsão de heteroátomos ainda presentes na estrutura do referido material carbonoso. As medidas de condutividade elétrica corroboram com essa observação, com um aumento significativo a partir de 8 h de patamar (de 1,71 x 10-1 para 1,17 x 104 S.cm-1), como uma consequência da diminuição de defeitos na estrutura do CVR. As micrografias mostram a estrutura alveolar da espuma de PU/PFA, rica em poros de transporte, que é preservada no CVR, após a carbonização.Palavras-chave: Espuma polimérica. Carbono vítreo reticulado. Tratamento térmico. Resina furfurílica.

Electromagnetic Behavior of Cu and Ni Nanofilms in the X-band

Currently, the presence of spurious microwave radiation is increasing in the environment, which has caused concern due to possible health problems in living beings and electromagnetic interference in electronic systems. To control this problem, studies in the materials area are taking place, aiming to attenuate the spurious radiation and meet requirements of good performance in broadband, low cost and low weight. The present work aimed to study Cu and Ni nanometric films with thicknesses of 65 and 200 nm, deposited on polyethylene terephthalate substrate by magnetron sputtering. Scanning electron microscopy with a field emission gun (FEGSEM) showed that the films produced have different morphological textures, due to the parameters used in the sputtering process and also the free energy of metals. Impedance spectroscopy measurements showed that the films have low conductivity values, due to the metallic oxides formed on the film surfaces, confirmed by X-ray diffraction, and also to the presence of defects. Electromagnetic characterization (8.2 – 12.4 GHz) showed that the Cu and Ni thin films had low performance, except the Ni_200 nm film, which showed a total shielding efficiency of about 30% in broadband. This result is promising considering the nanometric thickness of the Ni film

Produção de carvão ativado a partir de lignina kraft utilizando pirólise por micro-ondas

O objetivo do presente trabalho é produzir carvões ativados (CAs) a partir de biomassas (borra de café (BC), lignina Kraft (LK) e caroço de azeitona (AZ)) em presença de ácido fosfórico, pelo uso de um forno de micro-ondas doméstico adaptado e por pirólise convencional, avaliando as características físico-químicas dos CAs produzidos e suas capacidades de adsorção do corante azul de metileno (AM) e do antibiótico amoxicilina (AMOX). Assim, este estudo visa contribuir com a redução de custos de produção de CAs pelo uso de precursores mais baratos e abundantes e de uma técnica de processamento mais rápida (micro-ondas). Os resultados obtidos comprovam a eficiência e a segurança no uso do forno adaptado na produção de CAs. Medidas eletromagnéticas dos precursores, com e sem agente ativante, dão suporte para o entendimento da influência do ácido na eficiência da conversão de precursores dielétricos em CAs. Os CAs obtidos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman, difração de raios X, análises termogravimétricas e de adsorção/dessorção de nitrogênio. Os resultados obtidos confirmam a conversão dos precursores em CAs e mostram que os processos influenciam as características dos mesmos. O estudo detalhado da obtenção de CAs a partir de LK, utilizando pirólises convencional e por micro-ondas, sob atmosferas oxidante e inerte, apoiado por planejamentos estatísticos de 24, confirma a influência dos diferentes parâmetros de processamento (proporção lignina:ácido, tempo, atmosfera, temperatura ou potência de micro-ondas) na área superficial dos CAs obtidos. Os resultados mostram que a proporção de ácido e a atmosfera são as variáveis com maior importância estatística na área superficial dos CAs, em ambos os processos. Testes de adsorção mostram que esta ocorre, preferencialmente, por fenômenos físicos, com os melhores resultados de adsorção para a amostra obtida por pirólise convencional, com área superficial de 1335 m²/g e adsorção para o AM e AMOX de 202,7 e 276,5 mg/g, respectivamente. A amostra obtida por micro-ondas apresenta área superficial de 1235 m²/g e adsorção de 179,1 mg/g para o AM e 217,5 mg/g para a AMOX. Este estudo mostra a viabilidade de produção de CAs a partir de biomassas por pirólises convencional e micro-ondas e que bons valores de adsorção são obtidos, agregando maior valor a biomassas e mostrando que o uso da pirólise por micro-ondas tem ganhos expressivos de tempo de processamento e custo de produção.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Structural, morphological, and thermal characterization of kraft lignin and its charcoals obtained at different heating rates

Biomass is a renewable resource that is becoming more import due to environmental concerns and possible oil crisis. Thus, optimizing its use is a current challenge for many researchers. Lignin, which is a macromolecule with complex chemical structure, valuable physicochemical properties, and varied chemical composition, is available in large quantities in pulp and paper companies. The objective of this work is the physicochemical characterization of two Kraft lignin samples with different purities, and the study of its thermal conversion into charcoal. The lignin characterization was based on chemical, TGA, DSC, FT-IR, particle sizes, and FEG-SEM analyses. These analyses show that the lignins are mainly composed of guaiacyl and syringyl units, with residues of 30-36 wt.%, in inert atmosphere, depending on the lignin purity. From these results, the more purified lignin with higher carbon yield (%C) was selected for charcoal production. The heat treatment (HT) for carbonization of lignin, at different times (90, 180, and 420 min), resulted in different %C (41-44 wt.%). Longer HT resulted in higher %C and in charcoals with smaller pore sizes. Nanopores (similar to 50 nm) are observed for the charcoal obtained with the longest HT.FAPESPCAPES/PVNSCNPqUniv Fed Sao Paulo, Inst Sci & Technol, BR-12231280 Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilUniv Prebiteriana Mackenzie, Sch Engn PPGEMN, BR-01302907 Sao Paulo, SP, BrazilUniv Fed Sao Paulo, Inst Sci & Technol, BR-12231280 Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilFAPESP: 2014/12918-5CNPq: 303287/2013-6Web of Scienc

Proposed model for biomineralization of novel nanohydroxyapatite/vertically aligned multiwalled carbon nanotube scaffolds

For the first time, the growth mechanism of biominerals formed on plate-like nanohydroxyapatite (nHAp) electrodeposited on superhydrophilic vertically aligned multi-walled carbon nanotubes (VAMWCNT-O2) is presented and a model for the specific growth preference is discussed. VAMWCNT-O2 films were obtained by microwave-assisted chemical vapor deposition method and funcionalized by oxygen plasma. nHAp/VAMWCNT-O2 nanocomposites were fabricated with a direct electrodeposition of the thin nHAp films onto the VAMWCNT-O2 films. The biomineralized "scaffolds" were obtained by soaking nHAp/VAMWCNT-O2 in simulated body fluid for 7, 14 and 21 days. Results show that the carboxyl functional groups directly attached onto VAMWCNT tips after oxygen plasma treatment were essential for the acceleration of the OH- formation and the deposition of plate-like nHAp crystals