| Summary: | Esta tese de doutoramento teve como principal objetivo a conceção de novas organossílicas mesoporosas periódicas (PMOs) para aplicação na separação de misturas gasosas de dióxido de carbono e metano. Materiais PMOs, com grupos fenileno e bifenileno bissililados, foram modificados por introdução de grupos funcionais amina, utilizando uma das seguintes metodologias: i) reação de co-condensação; ii) pós-modificação da ponte orgânica; iii) "grafting". O tamanho dos poros das PMOs funcionalizadas e não funcionalizadas foi definido pelo tamanho da cadeia alquilada da molécula molde (surfactante) utilizada na síntese do material poroso. Estudou-se o efeito do diâmetro dos poros na separação de CO2/CH4. Investigou-se também estratégias alternativas para modificar as propriedades físico-químicas dos materiais através de reações de superfície utilizando irradiação de micro-ondas; deposição de camada atómica (ALD) de óxido de alumínio; e carbonização dos materiais em atmosfera inerte. A investigação experimental foi efectuada em paralelo com estudos computacionais. Realizou-se um estudo de simulação molecular recorrendo ao método de DFT, e usando um arranjo regular de grupos fenileno-sílica, para determinar as características ideais dos materiais para promover a separação de metano do dióxido de carbono em misturas destes gases. Foi utilizado um modelo simples, obtido pela repetição de uma célula unitária com 3 anéis fenileno, para simular a parede dos materiais PMOs e desta forma selecionar e avaliar as interações entre os gases e os grupos funcionais presentes na superfície dos materiais. A tendência do rácio entre energias de interação entre a estrutura da parede do fenileno - PMO e as moléculas de CO2 e de CH4 foi concordante com os rácios das constantes de Henry obtidos pela técnica de adsorção. Demonstrou-se uma boa sinergia entre tarefas experimentais e computacionais, o que permite a otimização de recursos, evitando a síntese desnecessária de materiais que se antecipem serem pouco eficazes para o processo de separação de misturas gasosas CO2 e CH4. Assim, a abordagem seguida nesta tese para alcançar adsorventes eficazes foi baseada numa conjugação interdisciplinar envolvendo troca de informação entre as tarefas de síntese, modelação computacional e adsorção.
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