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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Tiago Mendes Ferrer
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Aoki, Idalina Vieira (Presidente)
Melo, Hercilio Gomes de
Santos, Célia Aparecida Lino dos
Título em português
Avaliação da corrosividade do biodiesel por microeletrodos e por SVET e do desempenho de amidas graxas como inibidores de corrosão.
Palavras-chave em português
Amidas
Biodiesel
Corrosão
EIS
Inibidores de corrosão
Microeletrodo
SVET
Resumo em português
O biodiesel (BD) tem sido peça chave para redução das emissões de gases de efeito estufa em diversos países em virtude da sua compatibilidade com motores de ciclodiesel automotivos ou estacionários. Contudo, por ser um meio orgânico e altamente resistivo, o uso de técnicas eletroquímicas para estudar sua corrosividade frente a metais é bastante desafiador. No presente trabalho, foi estudada a corrosividade do BD através do uso de microeletrodos (MES) de níquel, alumínio e cobre, o potencial desempenho de amidas graxas na redução da corrosividade desse meio e, ainda, a viabilidade do uso da técnica Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET). Para tal, foram obtidos e caracterizados por voltametria cíclica staircase (VCS) MEs de 25 µm de diâmetro de platina, cobre, níquel e alumínio. Com exceção do ME de Pt, todos os MEs foram caracterizados em meios em que são ativos, sendo os resultados obtidos para os MEs de Ni e de Al não encontrados em buscas nas bases de dados da literatura. Foram realizados ensaios gravimétricos para o Ni, Al e para o Cu em BD, sendo o último utilizado também para o estudo das amidas graxas 1-(1-pirrolidinil)-1-octadecanona e N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)etil]stearamida como inibidores de corrosão. Foram feitas medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) com todos os MEs em BD bom (BDB) e degradado (BDDE), sendo também inéditos os resultados referentes aos MEs de Ni e de Al nesses meios. Nos ensaios com SVET foram avaliados, imersos em BDB e BDDE, os pares galvânicos Cu/Zn e Cu/Ni, com e sem polarização potenciostática e, ainda, o cobre puro. Os resultados de VCS evidenciaram que a técnica utilizada para obtenção dos MEs foi exitosa. Os ensaios gravimétricos evidenciaram que a corrosão é maior para o Cu, seguida do Al e do Ni. Ainda, estes ensaios evidenciaram que nenhuma das amidas testadas foi capaz de inibir a corrosão do Cu. Para os MEs de Al e Cu, nos espectros de EIE obtidos em BDB foi possível identificar a presença de duas constantes de tempo (CT), enquanto no BDDE as duas CT foram identificadas para todos os MEs. A primeira CT foi associada a uma resposta conjunta da capacitância do BD e da difusão frente à geometria do ME, sendo a segunda CT associada a resposta da dupla camada. A técnica SVET demonstrou que corrosão ao Zn do par Zn/Cu é maior do que frente a do Ni no par Cu/Ni, conforme esperado. Os resultados mostram a viabilidade de uso da técnica de SVET para avaliar o comportamento de metais em BD.
Título em inglês
Biodiesel corrosiveness assessment by classic microelectrodes/SVET and fatty amide performance as corrosion inhibitor.
Palavras-chave em inglês
Biodiesel
Corrosion
EIS
Microelectrode
SVET
Resumo em inglês
Biodiesel has been a key to reduce greenhouse gas emissions in several countries because of its compatibility with automotive or stationary cycle motors. However, because it is an organic and highly resistive medium, the use of electrochemical techniques to study its corrosiveness toward metals is quite challenging. In the present work, biodiesel's corrosiveness was studied with nickel, aluminum and copper MEs by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Furthermore, it was studied the potential performance of fatty amides as corrosion inhibitor for copper, and the feasibility of using Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET) in studies with biodiesel. Therefore, platinum, copper, nickel and aluminum ME's (Æ=µm) were obtained and characterized by staircase cyclic voltammetry (VCS). Gravimetric tests were run for nickel, aluminum and copper in pure biodiesel. For biodiesel doped with 1- (1-pyrrolidinyl) -1-octadecanone and N- [2-hydroxy-1,1- bis (hydroxymethyl) ethyl] stearamide, the gravimetric tests were restricted to copper. EIS tests were carried out with all MEs on good (GB) and degraded (DB) biodiesel. From our best knowledge, it is the first time that nickel and aluminum MEs are being reported in studies with biodiesel. For SVET experiments, it was used Cu, Cu/Zn and Cu/Ni samples. The VCS results showed that the technique used to obtain the MEs was successful. The gravimetric tests showed that the biodiesel corrosiveness is higher for copper, followed by aluminum and nickel. Further, these tests showed that none of the amides were able to inhibit copper corrosion in biodiesel. For Cu and Al MEs in GB, the EIS spectra showed two-time constants (TC), while in DB the second TC could be seen for all MEs. The first TC was associated to biodiesel's capacitance and a ME's geometry response, while the second TC was related to double layer response. Also, from the fitting of the data to an equivalent electric circuit it was possible to determine the charge transfer resistance for each of the systems that showed two TCs. The SVET results showed that the corrosion of Zn in Zn / Cu pair is higher than that of Ni in the Cu / Ni pair, as expected. This fact proved that the SVET is feasible to study the corrosion behavior of metals in biodiesel.
 
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Data de Publicação
2019-07-23
 
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