Identificação, evolução e transformação de compostos de silício em uma biomassa tratada termicamente até altas temperaturas

Nome: Enrique Ronald Yapuchura Ocaris
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 04/02/2019
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Francisco Guilherme Emmerich Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Cleocir José Dalmaschio Examinador Externo
Francisco Guilherme Emmerich Orientador
José Domingos Ardisson Examinador Externo
Miguel Ângelo Schettino Junior Examinador Interno
Thiago Eduardo Pedreira Bueno Examinador Interno
Wanderlã Luis Scopel Examinador Interno

Resumo: As técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada com espectroscopia de energia dispersiva por raios X (EDS), espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) foram usadas com sucesso para observar a localização e morfologia dos fitólitos de sílica (SiO2) em materiais carbonosos derivados de biomassa e sua transformação em partículas de carbeto de silício (SiC) e SiO2 a altas temperaturas de tratamento térmico (TTT). As análises foram conduzidas em materiais carbonosos (carvões) derivados do endocarpo do coco de babaçu (ECB), que naturalmente contém 1,6% em peso de sílica em sua matéria mineral. Observou-se que os carvões de ECB (CECB) com TTT entre 500 e 1200 °C apresentam fitólitos de SiO2 com morfotipo globular echinate com tamanhos entre 12 e 16 μm; estes fitólitos concentram-se principalmente em torno da superfície das fibras submilimétricas carbonosas presentes no endocarpo do coco de babaçu e também na matriz carbonosa geral do material. Os fitólitos não são encontrados no interior das fibras submilimétricas carbonosas. Na TTT de 1200 °C os fitólitos começam a se arredondar, e acima de 1300 °C TTT, a maior parte dos fitólitos se decompõe, parte do silício reage com carbono formando β-SiC nanocristalinas (tamanho de cristalitos ~35 nm). Outra parte gera numerosas (dezenas a centenas) micro e submicropartículas de SiO2 amorfas ou nanoestruturadas (com tamanhos predominantemente abaixo de 2 μm) são observadas nos locais previamente ocupados pelos fitólitos. Poucos fitólitos arredondados sobrevivem a 1400 °C de TTT, mas desaparecem em TTT mais elevadas (1600 - 2000 °C). É provável que os conjuntos de micro- e submicropartículas de SiO2 observados em muitos locais correspondam à parte interna remanescente dos fitólitos originais, cujas estruturas mais externas de SiO2 (na superfície e próximo dela) se decompõem e participam da reação carbotérmica para a formação de SiC. Adicionalmente, este estudo é complementado com a caracterização por espectroscopia Raman da estrutura carbonosa das amostras tratadas termicamente de ECB reportando parâmetros característicos das bandas Raman D e G dos materiais carbonosos.

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