[pt] Catalisadores de ferro suportados em sílica alumina e em sílica mesoporosa, além de nano partículas de ferro não suportadas, foram estudados. A preparação dos catalisadores suportados ocorreu pelo método de impregnação do ponto úmido incipiente com soluções aquosas de cloreto de ferro, para obter 2 por cento ou 5 por cento de metal, sendo um desses preparado pelo método da ureia, onde uma quantidade apropriada de uma solução aquosa de FeCl3·6H2O (99 por cento -Merck) foi misturada com ureia. As amostras foram caracterizadas por medidas de fisissorção de N2, difração de Raios-X (DRX), redução com temperatura programada (RTP) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). A quantidade de metal foi determinada usando espectroscopia de absorção atômica (EAA). Os suportes de sílica alumina e de sílica mesoporosa foram caracterizados ainda por análise termogravimétrica (ATG/DTG). As propriedades texturais mostraram que após a introdução do metal nos suportes, a área específica, o volume de poros e o diâmetro de poro decresceram conforme o teor metálico foi aumentado. As análises de DRX com refinamento de Rietveld detectaram a formação das fases de FeO, Fe3O4, Fe0, para todas as amostras suportadas. Os perfis de redução (RTP) para as amostras de ferro suportadas mostraram, principalmente, duas regiões de redução, a primeira atribuída a redução de Fe2O3 para FeO e a segunda a redução de FeO para Fe0. / [en] Iron catalysts supported on silica alumina and mesoporous material, beside non supported iron nanoparticles, were studied. The preparation of supported catalysts occurred by incipient wetness impregnation method with aqueous solutions of iron chloride to give 2 percent or 5 percent of metal. One iron catalyst supported on silica alumina was prepared by the method of urea, in which an appropriate amount of an aqueous solution of FeCl3·6H2O (99 percent - Merck) was mixed with urea for impregnation. The samples were characterized by measurements of N2 physisorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction with (TPR), transmission electron microscopy (TEM). The amount of metal embedded in each sample was determined using atomic absorption spectroscopy (AAS). The silica alumina and mesoporous silica supports were also characterized by thermogravimetric analysis (DTA/TGA). The textural properties showed that after introduction of the metal into the supports, the specific area, pore volume and pore diameter decreased as the metal content was increased. XRD analysis with Rietveld refinement showed the formation of phases the following phases FeO, Fe3O4, Fe0, for all supported samples. Reduction profiles (TPR) for the supported iron samples showed mainly two reduction regions, assigned for Fe2O3 to FeO and for FeO to Fe0, respectively.

[pt] Muitas indústrias, como as de petróleo, cosméticos e farmacêuticos, buscam estabilizar emulsões de forma efetiva e com menor custo. O uso de partículas sólidas como agentes emulsificantes (emulsões Pickering) tem apresentado grandes benefícios, como custo e estabilidade das emulsões, quando comparados aos surfactantes, que são utilizados na emulsão clássica. A eficácia de uma determinada partícula na estabilização de uma emulsão depende das suas propriedades e da sua interação com as fases oleosa e aquosa da emulsão. Essas partículas sólidas adsorvem-se na interface óleo-água criando uma fina camada entre as fases, evitando a coalescência das gotas. Uma forma de estudar a estabilidade de emulsões Pickering é analisar o experimento de coalescência de duas interfaces óleo-água que são forçadas uma contra a outra. A metodologia deste trabalho baseou-se em medições do tempo de coalescência de uma gota de óleo, presente em uma dispersão aquosa de nanopartículas, quando a mesma é forçada contra uma interface óleoágua. Para a correta visualização e registro do momento da coalescência da gota utilizou-se uma câmera de alta velocidade (Photron FastCam SA3). As nanopartículas utilizadas foram: Laponita RD, dióxido de titânio HAc e Aerosil R972. Observou-se tempos de coalescência maiores para testes com dispersões aquosas de Laponita RD 1,0 porcento (m/m) e de Aerosil R972 0,0024 porcento (m/m) do que para testes com água pura (Milli-Q). / [en] Several industries, such as oil and gas, cosmetics, and pharmaceutical, seek to stabilize emulsions more effectively and at a lower cost. As compared to surfactants, which are used in classic emulsions, the use of solid particles as emulsifying agents (Pickering emulsions) has presented great benefits, including lower costs and better emulsion stability. A particle s effectiveness on stabilizing an emulsion is related to its properties, as well as its interaction with the oil and water phases of the emulsion. These solid particles adsorb at the oil-water interface, creating a thin layer between the phases, and thus avoiding the coalescence of the droplets. One method to study the stability of Pickering emulsions is to analyze the coalescence experiment of two oil-water interfaces that are forced against each other. The methodology of this work was based on measurements of the coalescence time of an oil droplet in an aqueous dispersion of nanoparticles, when it is forced against an oil-water interface. A high speed camera (Photron FastCam SA3) was used for the proper visualization and recording of the moment of drop coalescence. The three types of nanoparticles used were: Laponite RD, titanium dioxide HAc, and Aerosil R972. Longer coalescence times were observed for tests with aqueous dispersions of Laponite RD 1.0 percent (w/w) and Aerosil R972 0.0024 percent (w/w) versus tests with plain water (Milli-Q).

[pt] As nanopartículas de sílica (SiNPs) são amplamente utilizadas em diversas áreas e formam nanofluidos com propriedades excepcionais quando suspensas em um fluido base. No entanto, o transporte e a quantificação de SiNPs em meios porosos representam desafios significativos. Para resolver isso, a espectroscopia de fluorescência é uma técnica promissora para essa tarefa. Neste estudo, uma série denanopartículas core-shell fluorescentes à base de sílica (FSiNPs) com núcleos semelhantes, mas diferentes grupos de superfície foram sintetizadas usando os métodos de síntese de Stober e WORM. Essas FSiNPs híbridas foram projetadas e apresentaram o mesmo comportamento coloidal que as SiNPs comerciais amplamente aplicadas na forma de nanofluidos. A presença de grupos amino primários foi confirmada nas FSiNPs positivas, caracterizações posteriorescorroboraram a presença de matéria orgânica confirmando a inserção de moléculas fluorescentes em todas as FSiNPs. Análises comparativas revelaram que o método WORM produziu nanopartículas mais homogêneas tanto no quesito formato quanto na distribuição de tamanho. A análise de adsorção/dessorção de N2 demonstrou semelhanças entre os FSiNPs sintetizados e as SiNPs comerciais, validando sua adequação para experimentos de transporte com foco no comportamento coloidal. Ambas as WORM-FSiNPs foram quantificadas com sucesso no efluente após fluir através da coluna de esferas de vidro. A SiNP contendo grupos de superfície aminopropil mostraram a maior estabilidade e menor adsorção em comparação com aqueles enxertados com grupos silanol. Isso foi atribuído ao efeito de interações atrativas mais fortes entre as NPs e as moléculas do surfactante aniônico. Por fim, foi demonstrado o potencial dessas NPs fluorescentes como marcadores sensíveis para estudos de transporte e adsorção em nanofluidos contendo surfactantes. / [en] Silica nanoparticles (SiNPs) are widely used in various fields, and they form nanofluids with exceptional properties when they are suspended in a base fluid. However, the transport and quantification of SiNPs in porous media pose significant challenges. To address this, fluorescence spectroscopy is a promising technique for this task. In this study, a series of core-shell silica-based fluorescent nanoparticles (FSiNPs) with similar cores but different surface groups were synthesized using the Stober and WORM synthesis methods. These hybrid FSiNPs were designed and presented the same colloidal behavior as commercial SiNPs widely applied in the form of nanofluids. The presence of primary amino groups was confirmed in positive-FSiNPs, and a posterior characterization supported the presence of organic matter in nanoparticles confirming the insertion of fluorescent molecules in all FSiNPs. Comparative analyses revealed that the WORM method produced more homogeneous nanoparticles with consistent form and size distribution. The N2 adsorption/desorption analysis demonstrated similarities between the synthesized FSiNPs and commercial SiNPs, validating their suitability for transport experiments focusing on colloidal behavior. Both WORM-FSiNPs were successfully quantified in the effluent after flowing through the glass bead column. The SiNP-containing aminopropyl surface groups showed the greatest stability and lowest adsorption compared with those grafted with silanol groups. It was attributed to the effect of stronger attractive interactions between the NPs and anionic surfactant molecules. The potential of these fluorescent NPs as sensitive tracers for transport and adsorption studies in nanofluids containing surfactants was demonstrated.

[pt] Os catalisadores de platina, níquel e platina suportados em sílica-alumina e sílica mesoporosa (SBA-15) foram investigados para o hidrotratamento do óleo de coco para produção de bio-óleo. Os suportes foram carregados com 1 por cento de Pt e 5 por cento de Ni e os catalisadores resultantes foram caracterizados para determinar suas propriedades estruturais e de textura. Os catalisadores foram reduzidos e testados em um reator semi-descontínuo a 360 C sob 10 MPa de hidrogênio durante 4 horas. Foram obtidos 30-40 por cento de remoção de oxigênio. As curvas de destilação dos produtos e seu ponto de inflamação e gravidade específica (a 20 C) foram determinados pelos métodos oficiais ASTM e ABNT/NBR a serem comparados com o diesel derivado do petróleo. As curvas de destilação e as propriedades físico-químicas foram muito próximas das especificações estabelecidas pela legislação brasileira para o diesel comercial. Destilou-se 90 por cento do volume de cada produto na faixa de temperatura de 180-370 C, o ponto de inflamação ficou entre 76-81 e o número do índice de cetano foi calculado como 47-48, de acordo com as especificações do diesel comercial. Os produtos obtidos com os catalisadores Pt/SiO2Al2O3 e PtNi/SBA-15 também apresentaram gravidade específica dentro da faixa de especificação (865 e 860,0 kg/m3, respectivamente). Os catalisadores utilizados mostraram sua potencial aplicação para a produção de biocombustíveis na faixa de diesel de petróleo pelo processo de hidrotratamento de óleo de coco. / [en] Platinum, platinum nickel and nickel catalysts supported on silicaalumina and mesoporous silica (SBA-15) were investigated for hydrotreating of coconut oil to produce bio oil. The supports were loaded with 1 percent Pt and 5 percent Ni content and the resulted catalysts were caracterized to determine their strutural and textural properties. The catalysts were reduced and tested in a semi-batch reactor at 360 C under 10 MPa of hydrogen during 4 hours. It was obtainned 30-40 percent of oxygen removal. The distillation curves of products and their flash point and specific gravity (at 20 C) were determined by oficials ASTM, and ABNT/NBR methods to be compared with the petroleum-derived diesel. The distillation curves and physicochemical properties were very close to specifications stabilished by Brazilian legislation for comercial diesel. 90 percent of the volume of each product was distilled in the temperature range of 180-370 C, the flash point was between 76-81 and the cetane index number was calculated as 47-48 in agreement with the specifications for comercial diesel. The products obtainned using the Pt/SiO2Al2O3 and PtNi/SBA-15 catalysts also presented specific gravity within the specification range (865 e 860.0 kg/m3 respectively). The catalysts used showed their potential application for the production of biofuels in the petroleum diesel range by coconut oil hydrotreatment process.

[pt] A reação de síntese de Fischer-Tropsch tem despertado interesse pelo seu caráter tecnológico e científico uma vez que este processo é capaz de converter o gás natural em produtos de elevado valor agregado. No presente trabalho, catalisadores de ferro suportados em sílica alumina ou em SBA-15 foram sintetizados, caracterizados, ativados e empregados na síntese de Fischer Tropsch. Os catalisadores foram preparados via impregnação incipiente do ponto úmido utilizando cloreto de ferro III, obtendo-se catalisadores de porcentagem mássica próximos a 5%, 10% e, no caso da sílica alumina, 2% também. As amostras foram caracterizadas por análise termogravimétrica (ATG), por medidas de adsorção física de N2, difração de raios-X (DRX) e redução à temperatura programada (RTP). O teor de ferro foi determinado pela espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX). A ativação dos catalisadores e, em seguida, os testes catalíticos foram conduzidos em um reator tubular de bancada e os produtos gasosos foram analisados através de cromatografia gasosa com detector por ionização de chama (CG-DIC), cuja análise mostrou a formação de hidrocarbonetos C1-C5. A adsorção física de N2 revelou que, a introdução de ferro nos suportes, diminuiu a área superficial específica e o volume de poro dos materiais. A difração de raios X foi realizada para os catalisadores após a calcinação, mostrando a presença das fases α-Fe2O3 e Fe3O4; após a ativação e após a reação, onde se encontrou Fe0 e carbetos de ferro Fe5C2 e Fe2C. Os testes catalíticos mostraram maior seletividade aos hidrocarbonetos C2-3 para os catalisadores suportados em SBA-15. / [en] The Fischer-Tropsch synthesis reaction has showed interest due to its technological and scientific character since the process is able to convert natural gas into high added value products. In the present work, iron catalysts supported on SBA-15 or silica doped alumina were synthesized, characterized, activated and employed in the Fischer Tropsch synthesis. The catalysts were prepared via incipient wetness impregnation method using iron III chloride, obtaining catalysts with a weight percentage of about 5%, 10% and, in the case of silica doped alumina, 20% as well. The samples were characterized by thermogravimetric analysis (ATG), with measurements of N2 physisorption, X-ray diffraction (DRX) and temperature programmed reduction (RTP). Iron content was determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The catalysts activation and, subsequently, their catalytic tests were conducted in a bench tubular reactor and the products were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector (CG-DIC), where it was detected the formation of C1-C4 hydrocarbons. The N2 physisorption showed that the introduction iron in the supports decreased the specific surface area and the pore volume of the materials. X-ray diffraction was performed for catalysts after calcination, showing the presence of α-Fe2O3 and Fe3O4 phases, after activation and after reaction, where it was found crystals of Fe0 and iron carbides Fe5C2 and Fe2C. The catalytic tests showed greater C2-3 selectivity for SBA-15 supported catalysts.