Estudo da obtenção e caracterização da quitina e quitosana a partir de resíduos de carcinicultura e suas aplicações energéticas sustentáveis

Currently one of humanity's biggest concerns today is the fate of industrial waste and the study of alternatives to sustainable energy. In this context, the aim of this work was to obtain chitosan from the discards of carniciculture, the biopolymer chitin results the deacetylation by means o...

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Detalles Bibliográficos
Autor Principal: Gomes, Mayara Feliciano
Outros autores: Souza, Carlson Pereira de
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado: Brasil
Assuntos:
Quitina
Quitosana
Grafite
Carbonização hidrotermal
Pontos quânticos de carbono
Planejamento fatorial
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Acceso en liña:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27369
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Gomes, Mayara Feliciano
Estudo da obtenção e caracterização da quitina e quitosana a partir de resíduos de carcinicultura e suas aplicações energéticas sustentáveis
description Currently one of humanity's biggest concerns today is the fate of industrial waste and the study of alternatives to sustainable energy. In this context, the aim of this work was to obtain chitosan from the discards of carniciculture, the biopolymer chitin results the deacetylation by means of alkaline hydrolysis. The demineralization steps were performed through deproteinization to obtain chitin, and deacetylation to obtain chitosan, were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (FRX), scanning electron microscopy (SEM/EDS/TEM), thermogravimetry (TG), UV-visible and Fourier transformer spectroscopy (FTIR) for confirmation of the obtain chitin and chitosan with an acetylation degree of the DA of 70% and 75%, respectively. The biopolymers was possible to perform the hydrothermal carbonization synthesis, which is a low cost process, of two renewable precursors, which are materials derived from biomass (chitin and chitosan) and graphite as a third material used to obtain two solid phase and liquid. The liquid phase was used for the formation of carbon quantum dots (CQDs) with application in solar cells and photocatalysis, and the solid phase for the formation of heterogeneous catalysts for reactions of transesterification of biodiesel. The phases were characterized arrange for needed of their applications obtaining for the liquid phase a CQDs with quantum yield of 17.1% with doping in ZnO / CQDs for the apllicattions on the photocatalysis property. The solid phase a heterogeneous graphite-chitosan catalyst obtained process efficiency by gas chromatography with 36% conversion. Obtaining chitin and chitosan biopolymers is a great solution for the tons of waste produced in the shrimp industry. The realization of hydrothermal carbonization synthesis to obtain two products, the CQDs and graphite-chitosan catalysts demonstrated great alternatives for the use of sustainable energy in photocatalysis and transesterification reactions.
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The demineralization steps were performed through deproteinization to obtain chitin, and deacetylation to obtain chitosan, were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (FRX), scanning electron microscopy (SEM/EDS/TEM), thermogravimetry (TG), UV-visible and Fourier transformer spectroscopy (FTIR) for confirmation of the obtain chitin and chitosan with an acetylation degree of the DA of 70% and 75%, respectively. The biopolymers was possible to perform the hydrothermal carbonization synthesis, which is a low cost process, of two renewable precursors, which are materials derived from biomass (chitin and chitosan) and graphite as a third material used to obtain two solid phase and liquid. The liquid phase was used for the formation of carbon quantum dots (CQDs) with application in solar cells and photocatalysis, and the solid phase for the formation of heterogeneous catalysts for reactions of transesterification of biodiesel. The phases were characterized arrange for needed of their applications obtaining for the liquid phase a CQDs with quantum yield of 17.1% with doping in ZnO / CQDs for the apllicattions on the photocatalysis property. The solid phase a heterogeneous graphite-chitosan catalyst obtained process efficiency by gas chromatography with 36% conversion. Obtaining chitin and chitosan biopolymers is a great solution for the tons of waste produced in the shrimp industry. The realization of hydrothermal carbonization synthesis to obtain two products, the CQDs and graphite-chitosan catalysts demonstrated great alternatives for the use of sustainable energy in photocatalysis and transesterification reactions. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Atualmente uma das grandes preocupações da humanidade são o destino de resíduos industriais e o estudo de alternativas para energias sustentáveis. Neste contexto, a proposta deste trabalho foi primeiramente obter a partir dos descartes da carnicicultura, o biopolímero quitina e pela sua desacetilação através de hidrólise alcalina, foi obtido a quitosana. As etapas de desmineralização foram realizadas através da desproteinização para obtenção da quitina, e desacetilação para obtenção de quitosana, foram caracterizados por Difração de raios -X (DRX), Fluorescência de raios -X (FRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV/EDS/MET), Termogravimetria (TG), Uv- vísivel e Espectroscopia de Transformada de Fourier (FTIR), para a confirmação da obtenção de quitina e quitosana com grau de acetilação (DA) de 70 e 75%, respectivamente. A partir da obtenção dos biopolímeros foi possível a realização da síntese de carbonização hidrotermal que é um processo de baixo custo, de dois precursores renováveis, que são materiais derivados da biomassa (quitina e quitosana) e grafite como um terceiro material utilizado para obtenção de dois produtos em fase sólida e uma em fase liquida. A fase liquida seria para a formação de pontos quânticos de carbono (CQDs) com aplicação em células solares e fotocatálise, e a fase sólida para a formação de catalisadores heterogêneos para reações de transesterificação de biodiesel. Ambas as fases foram caracterizadas de acordo com necessidades de suas aplicações, obtendo para a fase liquida um CQDs com rendimento quântico de 17,1 % com dopagem em ZnO/CQDs com efeito de fotocatálise satisfatória. E para a fase sólida um catalisador heterogêneo grafite-quitosana obteve de eficiência do processo por cromatografia gasosa de 36% de conversão. A obtenção de biopolímeros quitina e quitosana é uma ótima solução para as toneladas de resíduos produzidos na indústria de carcinicultura. E a realização da síntese de carbonização hidrotermal para a obtenção de dois produtos, o CQDs e catalisadores grafitequitosana demonstraram grandes alternativas para o uso de energias sustentáveis em fotocatálise e reações de transesterificação. 2019-07-23T19:32:20Z 2019-07-23T19:32:20Z 2019-02-04 doctoralThesis GOMES, Mayara Feliciano. Estudo da obtenção e caracterização da quitina e quitosana a partir de resíduos de carcinicultura e suas aplicações energéticas sustentáveis. 2019. 80f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27369 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

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