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Tipo: Tese
Título : Computational analysis of CO2 capture through deep eutectic solvents and silver nanoparticles
Otros títulos : Análise computacional da captura de CO2 utilizando solventes eutéticos profundos e nanopartículas de prata
Autor : Bezerra, Lucas Lima
Tutor: Monteiro, Norberto de Kássio Vieira
Co-asesor: Correia, Adriana Nunes
Palabras clave en portugués brasileño: Aquecimento global;Dióxido de carbono;Solvente eutético profundo;Nanopartículas de prata
Palabras clave en inglés: Global warming;Carbon dioxide;Deep eutectic solvent;Silver nanoparticles
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Fecha de publicación : 2026
Citación : BEZERRA, Lucas Lima. Computational analysis of CO2 capture through deep eutectic solvents and silver nanoparticles. 2026. 68 f. Tese (Doutorado em Química) - Programa de Pós-graduação em Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumen en portugués brasileño: A alta emissão dos gases do efeito estufa (GHGs) na atmosfera, especialmente o gás CO2, está ocasionando no avanço do aquecimento global, resultando em diversos problemas para a sociedade, como secas, furacões, ondas de calor e inundações. Portanto, é urgente capturar esse gás. Nessa tese, o primeiro trabalho analisou o efeito do aumento da temperatura na absorção de CO2 usando um solvente eutético profundo (DES) baseado em ureia e cloreto de colina (relina) através das simulações por dinâmica molecular (MD) e interações não covalentes (NCI). Posteriormente, o segundo trabalho analisou o efeito sinérgico de três DESs (etalina, relina e glicelina) e uma nanopartícula de prata (AgNP) no processo de captura de CO2 através das simulações de MD. No primeiro trabalho, foi observado que o efeito do aumento da temperatura ocasionou na redução do número de ligações de hidrogênio entre as moléculas de CO2 e de ureia, resultando em valores maiores de energia potencial de interação (IPE) total, indicando que o processo de absorção de CO2 é mais indicado na temperatura de 303 K, com valor de IPE médio de -3872.54 kJ mol-1. Por outro lado, os resultados de NCI indicaram que o efeito do aumento da temperatura resultou no aumento de interações repulsivas e reduziu as interações atrativas nos sistemas simulados. Portanto, ambas abordagens computacionais sugeriram que o processo de absorção de CO2 é mais indicado na temperatura de 303 K. Em relação ao segundo trabalho, foi observado que a presença da nanopartícula de prata aumentou o número de ligações de hidrogênio entre as moléculas de CO2 e as moléculas que agem como doadoras da ligação de hidrogênio (HBD), resultando em valores menores de IPE total, indicando um melhor processo de captura de CO2, especialmente para o sistema AgNP-relina-CO2, com valor de IPE médio de -757.68 kJ mol-1. A análise de função de distribuição radial (RDF) indicou que o etilenoglicol e a ureia são as espécies chave no processo de captura de CO2 para os sistemas AgNP-etalina-CO2 e AgNP-relina-CO2, respectivamente. Além disso, o AgNP é a espécie chave no processo de captura de CO2 para o sistema AgNP-glicelina-CO2.
Abstract: The high levels of greenhouse gas (GHG) emissions in the atmosphere, especially CO2, are driving global warming, which is causing several problems for society, such as droughts, hurricanes, heat waves, and floods. Therefore, it is urgent to capture CO2 gas. In this thesis, the first work analyzed the effect of increased temperature on CO2 absorption using a deep eutectic solvent (DES) based on urea and choline chloride (reline) through molecular dynamics (MD) simulations and non-covalent interactions (NCI). Posteriorly, the second work analyzed the synergistic effect of three DESs (ethaline, reline, and glyceline) and a silver nanoparticle (AgNP) in the CO2 capture process through MD simulations. In the first work, it was observed that the increased temperature effect occasioned the reduction of the hydrogen bond (HB) number between the CO2 molecules and the urea molecules, resulting in the highest total interaction potential energy (IPE), indicating that the CO2 absorption process is more indicated at 303 K, with an average IPE value of -3872.54 kJ mol-1. On the other hand, the NCI results indicated that the increased temperature effect resulted in increased repulsion interactions and reduced the strong interactions in the systems simulated. Therefore, both computational approaches suggested that the CO2 absorption process is more indicated at the temperature of 303 K. In the second work, it was registered that the AgNP presence increases the HB number between the CO2 gas and the molecules that act as hydrogen bond donors (HBD), resulting in the lowest total IPE values for this group, occasioning a better CO2 capture process, especially for the AgNP-reline-CO2 system, with an average IPE value of -757.68 kJ mol 1. The radial distribution function (RDF) analysis indicated that ethylene glycol and urea are key species in the CO2 capture process for the AgNP-ethaline-CO2 and AgNP-reline CO2 systems, respectively. Furthermore, the AgNP is the key species in the CO2 capture process for the AgNP-glyceline-CO2 system.
Descripción en portugués brasileño : O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85094
ORCID del autor: https://orcid.org/0000-0002-6871-3045
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/1266539768177026
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0002-5847-5733
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/8804303821523487
ORCID del co-asesor: https://orcid.org/0000-0002-3357-0160
Lattes del co-asesor: http://lattes.cnpq.br/7500109652248564
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DQAFQ - Teses defendidas na UFC

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