MOFS

1. SEMINÁRIO
“Modelagem da Adsorção de componente do gás natural em
adsorventes do tipo sólidos metal-orgânicos de alta porosidade”

2. Adsorventes MOFs para captura de CO2
• TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• ADSORVENTES SECOS TIPO MOFS (ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS)

3. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• A CAPTURA DE CO2 PODE SER:
• PÓS-COMBUSTÃO
• PRÉ-COMBUSTÃO
• OXICOMBUSTÃO
• PROCESSOS INDUSTRIAIS

4. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2

5. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 PÓS-COMBUSTÃO
– Os gases passam através de um equipamento
– Separação do CO2 dos demais gases

6. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 PÓS-COMBUSTÃO
– ESTE CENÁRIO É VISTO EM VÁRIOS SEGMENTOS:
» USINAS DE ENERGIA
» PRODUÇÃO DE OXIDO DE ETILENO
» CIMENTO
» BIOGÁS
» COMBUSTÍVEIS

7. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 PÓS-COMBUSTÃO
• TECNOLOGIAS UTILIZADAS SÃO DE BAIXA
COMPLEXIDADE
• PARA A ETAPA DE SEPARAÇÃO, EM GERAL É
EMPREGADO À TECNOLOGIA DE ABSORÇÃO.

8. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 PRÉ-COMBUSTÃO
• NESTE CENÁRIO O CARBONO É CONVERTIDO EM
METANO, ATRAVES DA REAÇÃO DE VAPOR
• FORMA O GÁS DE SÍNTESE, CONSTITUIDO POR CO E H2
• GERALMENTE POR PROCESSO DE ABSORÇÃO FÍSICA OU
QUÍMICA, RESULTANDO EM UM COMBUSTÍVEL RICO
EM H2 PODENDO SER UTILIZADO EM CALDEIRAS,
FORNOS, TURBINAS A GÁS, MOTORES E AS CÉLULAS DE
COMBUSTÍVEL

9. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 PRÉ-COMBUSTÃO
• O monóxido de carbono (CO) é convertido a CO2 e H2
• através da sua reação com vapor d’água; conhecida como reação de
deslocamento de água (“water gas shift”).

10. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 OXICOMBUSTÃO
• é utilizado oxigênio quase puro para a conversão do
combustível
• resulta em um gás de combustão basicamente composto por
CO2 e água (H2O)

11. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2
• CAPTURA DE CO2 OXICOMBUSTÃO
• DESCANTAGENS :
– UTILIZAÇÃO DE GRANDE ÁREA
– IMPACTOS AMBIENTAIS GERADOS POR GRANDE CONSUMO DE O2
• VANTAGENS :
– ELIMINAÇÃO DE NO e NO2
– REDUÇÃO DE PARTICULADOS DO GÁS DE COMBUSTÃO

12. TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CO2

13. ADSORVENTES SECOS NÃO
CARBONÁCEOS
• ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)

14. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)
 O QUE É?
 MATERIAIS CRISTINALINOS E POROSOS
 FORMADOS PELA COMBINAÇÃO DE ESPÉCIES ORGÂNICAS COORDENADAS A METAIS
 SÃO CONSTITUÍDOS DE A PARTIR DE IONS METÁLICOS E LIGANTES ORGÂNICOS
GRUPOS ORGÂNICOS
DIÂMETRO DO PORO: 0,2 A 1nm
AMINAS, CARBOXILAS, ETC METAIS: AL3+ , CR3+, CU2+ E ZN2+

15. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)
Espaço livre
– pode
ocorrer a
deposição
do material
Formam
estruturas
1D ; 2D ; 3D

16. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)

17. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)
Possibilidade de uso como
adsorventes para CO2 POROSIDADE
ADSORÇÃO
FÍSICA
NECESSITA DE ALTA
PRESSÃO
DESVANTAGEM
SUPERFÍCIE HIDROFÍLICA
ADSORÇÃO DE H2 E N2

18. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFS)
 PRINCIPAIS CARACTERISTICAS
 REDES HÍBRIDA
 ALTA POROSIDADE
 ELEVADA AREA SUPERFICIAL
 EXCELENTES PROPRIEDADES TÉRMICAS

19. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFs)
• AS ESTRUTURAS METAL ORGÂNICAS TÊM ESSE NOME PORQUE POSSUEM DOIS
COMPONENTES: LIGANTES ORGÂNICOS E CENTROS METÁLICOS.
• SUA GEOMETRIA DEPENDE DA MANEIRA COMO OS BLOCOS DE CONSTRUÇÃO
ESTÃO LIGADOS ENTRE SI.
 MOFS COM DIFERENTES ESTRUTURAS E TAMANHOS

20. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFs)
• REPRESENTAÇÃO ESTRUTURAL DA GERAÇÃO DE MOFs.

21. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFs)
1º GERAÇÃO;
INSTÁVEL ;
COLÁPSO
ESTRUTUAL
2º GERAÇÃO;
MAIS RIGIDEZ
3º GERAÇÃO;
FLEXIBILIDADE
ESTRUTURAL;
3º GERAÇÃO;
PODEM SOFRER
MODIFICAÇÃO
PÓS-SINTETICA

22. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFs)

23. ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS (MOFs)
DEVIDO AO ALTO Nº DE POROS
E ALTA AREA SUPERFICIAL TEM
MOSTRADO GRANDE
POTENCIAL DE ADSORÇÃO EM:
• ADSORÇÃO DE ARMAZENAMENTO DE GÁS
• CATÁLISE
• APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
• ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO
• SENSORES DE MATERIAIS
• PURIFICAÇÃO DE ÁGUA
• ADSORÇÃO DE ÁGUA