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dc.creatorWaechter, Samuel Rodrigo
dc.date.accessioned2023-03-15T12:26:54Z
dc.date.available2023-03-15T12:26:54Z
dc.date.issued2023-01-19
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/28200
dc.description.abstractIn this work, sample preparation methods for the digestion of lignocellulosic biomass as well as biochar and bio-oil were developed for further elemental determination. For lignocellulosic biomass, the microwave assisted digestion in single reaction chamber (MAD-SRC) adapting the procedures of the EN ISO 16967 standard and addition to microwave-induced combustion (MIC), adapting the procedures from the EN ISO 16994 standard were used. For the biochar, the MAD-SRC method adapted from the EN ISO 16967 standard was used. For bio-oil digestion, the MAD-SRC method was developed. The determination of Al, Ba, Ca, Cl, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti and Zn in the digests of lignocellulosic biomass and biochar (except for Cl) was carried out by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). Chlorine determination in biochar was performed according to the ASTM D6721-01 by using the elemental analyzer Multi EA 5000. The determination of Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Sn, S, Sr, Si, Ti, V and Zn in bio-oil digests was carried out using the inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and ICP OES. The accuracy of sample preparation methods, as well as for the elemental analyzer Multi EA 5000 was evaluated by using certified reference materials (CRM) with similar matrices, by results comparison with those after digestion by different methods and/or by recovery tests. The limits of quantification achieved for the determination of the evaluated analytes were considered satisfactory for the lignocellulosic biomass, biochar and bio-oil analysis. Finally, protocols of analysis for elemental determination of lignocellulosic biomass, biochar and bio-oil were proposed. These protocols were applied for the analysis of 9 samples of lignocellulosic biomass, 10 samples of biochar and 3 samples of bio-oil (including their respective aqueous and non-aqueous phases). For the lignocellulosic biomass and biochar, a high concentration of ash-forming elements (e.g. Al, Ca, Cl, Fe, K, Mg, P, S and Si) was observed. Regarding to the bio-oil samples, the S concentration was about 110 µg g-¹ , while for the other analytes the concentration was lower than 100 µg g-¹ . The additional studies show that the analytes distribution in fast pyrolysis products of the pine lignocellulosic biomass occurs mainly in biochar. Moreover, it was observed that the analytes distribution in the aqueous and nonaqueous phase is similar for the analyzed samples, where elements as Ca, K, Mg and Mn are mainly in the aqueous phase, while Al, Ba, Fe, Ni and S are mainly in non-aqueous phase.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBiomassa lignocelulósicapor
dc.subjectBiocharpor
dc.subjectBio-óleopor
dc.subjectDeterminação elementarpor
dc.subjectPreparo de amostraspor
dc.subjectLignocelullosic biomasseng
dc.subjectElemental determinationeng
dc.subjectBio-oileng
dc.subjectSample preparationeng
dc.titleCaracterização química elementar de biomassa lignocelulósica, biochar e bio-óleopor
dc.title.alternativeElemental chemical characterization of lignocelullosic biomass, biochar and bio-oileng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoNeste trabalho foram desenvolvidos métodos de preparo de amostras para a decomposição de biomassas lignocelulósicas bem como de biochar e bio-óleo para a posterior determinação elementar. Para as biomassas lignocelulósicas, foi utilizado o método de decomposição assistida por micro-ondas em câmara única de reação (MAD-SRC) adaptando os procedimentos da norma EN ISO 16967, além da combustão iniciada por micro-ondas (MIC), adaptando os procedimentos da norma EN ISO 16994. Para as amostras de biochar, também foi utilizado o método de MAD-SRC adaptado da norma EN ISO 16967. Para a decomposição de bio-óleo, foi desenvolvido o método de MAD-SRC. A determinação de Al, Ba, Ca, Cl, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Si, Sr, Ti e Zn nos digeridos de biomassa lignocelulósica e biochar (exceto Cl) foi feita empregando a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). A determinação de Cl em biochar foi feita de acordo com a norma ASTM D6721-01 empregando analisador elementar Multi EA 5000. A determinação de Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Sn, S, Sr, Si, Ti, V e Zn nos digeridos de bio-óleo foi feita empregando as técnicas de espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e ICP OES. A avaliação da exatidão dos métodos de preparo de amostras bem como do analisador elementar Multi EA 5000 foi feita empregando material de referência certificado com matrizes semelhantes às amostras, comparação dos resultados após decomposição por diferentes métodos e/ou através de ensaios de recuperação. Os limites de quantificação obtidos para a determinação dos elementos avaliados neste trabalho foram considerados satisfatórios para a análise das amostras de biomassa lignocelulósica, biochar e bio-óleo. Por fim, foram propostos protocolos de análise para a caracterização química elementar de biomassa lignocelulósica, biochar e bio-óleo. Os protocolos foram aplicados para a decomposição de 9 amostras de biomassa lignocelulósica, 10 amostras de biochar, e 3 amostras de bio-óleo e suas respectivas frações aquosa e não aquosa. Para as amostras de biomassa lignocelulósica e biochar foi observada uma alta concentração dos elementos formadores de cinzas (por exemplo, Al, Ca, Cl, Fe, K, Mg, P, S e Si). Com relação às amostras de bio-óleo, foi observada uma concentração de cerca de 110 µg g-¹ de S, enquanto que para os demais analitos a concentração foi inferior a 100 µg g-¹ . Os estudos complementares mostram que a distribuição dos analitos nos produtos de pirólise rápida da biomassa lignocelulósica de pinus ocorre majoritariamente no biochar. Além disso, foi observado que a distribuição dos analitos nas fases do bio-óleo é similar para as amostras analisadas, onde elementos como Ca, K, Mg e Mn, ocorrem majoritariamente na fração aquosa, enquanto que Al, Ba, Fe, Ni e S, a distribuição é superior na fase não aquosa).por
dc.contributor.advisor1Duarte, Fábio Andrei
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3503633944419329por
dc.contributor.advisor-co1Barin, Juliano Smanioto
dc.contributor.advisor-co2Mello, Paola de Azevedo
dc.contributor.referee1Bizzi, Cezar Augusto
dc.contributor.referee2Müller, Edson Irineu
dc.contributor.referee3Rosa, Francisco Cunha da
dc.contributor.referee4Mortari, Sergio Roberto
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4325914893429586por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentQuímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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