Desenvolvimento de metodologias baseadas em espectrometria de massas de alta resolução para a caracterização avançada de frações residuais de petróleo de baixo valor agregado com vistas à obtenção de novos materiais

Descrição

A indústria petroquímica gera grandes volumes de frações residuais que, embora ricas em carbono, nitrogênio, oxigênio e enxofre, possuem baixa utilidade comercial devido à sua complexidade molecular. A proposta é transformar essas frações em nanomateriais, como nanotubos de carbono, carbono negro, carbono mesoporoso, microporoso, pontos quânticos de carbono e microfibras de carbono, com aplicações em setores de tecnologia avançada. Este projeto visa desenvolver metodologias inovadoras de espectrometria de massas de alta resolução para caracterizar frações residuais de petróleo, como coque, resíduo de vácuo, resíduo asfáltico e asfaltenos, visando transformá-las em nanomateriais de alto valor agregado. Apesar de ricas em carbono e heteroátomos, essas frações têm baixa utilidade comercial devido à complexidade molecular, mas podem originar nanotubos de carbono, carbono negro, materiais mesoporosos e microporosos, pontos quânticos e microfibras de carbono, aplicáveis em setores de tecnologia avançada. A principal ferramenta será o espectrômetro de massas 15T FT-ICR MS, com suporte do Orbitrap MS e da RMN no estado sólido, para gerar um banco de dados molecular detalhado. Técnicas de purificação e fracionamento, como SPE online e cromatografias acopladas à espectrometria de massas (LC-FT-ICR MS, GCxGC-FT-ICR MS), serão utilizadas para reduzir a complexidade das amostras e selecionar precursores adequados. A síntese de nanomateriais incluirá CVD para nanotubos de carbono, métodos hidrotermais e eletroquímicos para pontos quânticos e carbonização de asfaltenos para microfibras, com potencial de aplicação em eletrônica, energia, revestimentos condutores e compósitos de alta performance. Modelos preditivos serão desenvolvidos para correlacionar composição molecular com propriedades físico-químicas, orientando a escolha de precursores e o ajuste dos processos. Em parceria com a Petrobras, os materiais serão validados para uso industrial, promovendo inovação tecnológica e sus