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[en] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NANOCRYSTALLINE MORDENITE, FERRIERITE AND ZSM-5 ZEOLITES / [pt] SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DAS ZEÓLITAS MORDENITA, FERRIERITA E ZSM-5 NANOCRISTALINASSONIA LETICHEVSKY 09 September 2008 (has links)
[pt] Neste trabalho, as zeólitas mordenita, ferrierita e ZSM-5
foram preparadas através de síntese hidrotérmica com a
variação dos parâmetros fontes de alumínio
e silício, quantidade de água, utilização de sementes,
temperatura e tempo de cristalização com a finalidade de
obter zeólitas nanocristalinas. As amostras preparadas
foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção
atômica, difração de raios-X com refinamento através do
método de Rietveld, adsorção física de N2, microscopia de
força atômica, microscopia eletrônica de varredura,
microscopia eletrônica de transmissão e ressonância
magnética nuclear no estado sólido de 27Al e 29Si. Para se
obter um controle do tamanho de cristal foi importante
encontrar um equilíbrio entre temperatura e tempo de
síntese. A fonte de alumínio mais adequada seria o
aluminato de sódio enquanto que a de silício
variou de acordo com tipo de zeólita. Foram obtidas
amostras de mordenita de tamanho médio de cristalito entre
56 e 292 nm com diferentes percentuais de cristalinidades.
As amostras de ferrierita preparadas possuíam tamanho médio
de cristalito entre 61 e 82 nm. Já em relação à ZSM-5,
foram obtidas uma amostra de tamanho médio de cristalito de
46 nm e uma de 58 nm. Este estudo mostrou a necessidade do
conhecimento aprofundado da influência dos diversos
parâmetros, individualmente, no processo de cristalização
de cada uma zeólitas para se obter um controle eficaz do
tamanho da zeólita. Finalmente, foi possível propor um
mecanismo de cristalização para cada zeólita estudada. / [en] In this work, the mordenite, ferrierite and ZSM-5 zeolites
were prepared by
hydrothermal synthesis, modifying the parameters aluminium
and silicium
sources, water content, seeding, crystallization time and
temperature. The
objective was to obtain nanocrystalline zeolites. The
prepared samples were
characterized by atomic absorption spectrophotometry, X-ray
diffraction with
Rietveld refinement, N2 physical adsorption, atomic force
microscopy, scanning
electronic microscopy, transmission electronic microscopy
and 27Al and 29Si solid
state nuclear magnetic resonance. To achieve crystal size
control it was important
to find the equilibrium between synthesis time and
temperature. Sodium
aluminate was found to be the most suitable aluminium
source. As for the silicium
source, each zeolite type had a more suitable source.
Mordenite samples with
crystallite size between 56 and 292 nm and different
crystallinity percentages
were obtained. Ferrierite samples with crystallite size
between 61 and 82 nm were
obtained. Two ZSM-5 samples with crystallite size of 46 nm
and 58 nm were
prepared. This study showed that to obtain an efficient
crystal size control, it is
necessary to have a deep knowledge of the influence of all
individual parameters
in each zeolite`s crystallization process. Finally, it was
possible to propose a
crystallization mechanism to each zeolite studied.
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[en] EXTRACTION OF COMPUTATIONAL CONTENTS FROM INTUITIONIST PROOFS / [pt] EXTRAÇÃO DE CONTEÚDO COMPUTACIONAL DE PROVAS INTUICIONISTASGEIZA MARIA HAMAZAKI DA SILVA 10 September 2004 (has links)
[pt] Garantir que programas são implementados de forma a
cumprir uma especificação é uma questão fundamental em
computação, por isso, têm sido propostos vários métodos
que almejam provar a correção dos programas. Este
trabalho apresenta um método, baseado no isomorfismo de
Curry-Howard, que extrai conteúdos computacionais de
provas intuicionistas, conhecido como síntese construtiva
ou proofs-as-programs. É proposto um processo de síntese
construtiva de programas, onde a extração do conteúdo
computacional gera um programa em linguagem imperativa a
partir de uma prova em lógica intuicionista poli-sortida,
cujos axiomas definem os tipos abstratos de dados, sendo
utilizado como sistema dedutivo a Dedução Natural. Também
é apresentada uma prova de correção, bem como uma prova
de completude do método atráves do uso de um sistema com
regra ômega (computacional) para a aritmética de Heyting,
concluindo com uma demonstração da relação entre o uso da
indução finita no lugar da regra ômega computacional no
processo de síntese. / [en] One of the main problems in computer science is to assure
that programs are implemented in such a way that they
satisfy a given specification. There are many studies about
methods to prove correctness of programs. This work
presents a method, belonging to the constructive synthesis
or proofs-as-programs paradigm, that comes from the Curry-
Howard isomorphism and extracts the computational contents
of intuitionist proofs. The synthesis process proposed
produces a program in an imperative language from a proof
in many-sorted intuitionist logic, where the axioms define
the abstract data types using Natural Deduction as
deductive system. It is proved the correctness, as well as
the completeness of the method regarding the Heyting
arithmetic with ômega-rule(in its computational version). A
discussion about the use of the finitary induction instead
of computational ômega-rule concludes the work.
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[en] SYNTHESIS AND ANALYSIS OF DIELECTRIC LENSES / [pt] SÍNTESE E ANÁLISE DE LENTES DIELÉTRICAS05 November 2021 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um estudo sobre lentes dielétricas projetadas para corrigir a fase e amplitude de antenas do tipo corneta. Baseado nos princípios da Ótica Geométrica (GO), foi desenvolvido um programa computacional que sintetiza uma lente dielétrica que transforma os campos da abertura da corneta na distribuição de campo da abertura especificada. Além da síntese, o programa também realiza a análise aproximada baseada na GO para calcular o diagrama de radiação de antenas do tipo corneta, considerando as perdas devido à reflexão que não foram consideradas na síntese. Isto é realizado através do rastreamento de raios desde o alimentador até uma abertura virtual em frente à lente onde é, então, aplicado o Método da Abertura para calcular o diagrama de radiação. Os resultados obtidos são comparados com estudos disponíveis na literatura técnica e com a análise rigorosa realizada no Microwave Studio CST. A primeira parte do estudo apresenta exemplos de lentes para corrigir os campos da abertura de corneta corrugada que radia um diagrama de radiação aproximadamente circular, levando a lentes com simetria circular. Finalmente, na segunda parte, foi considerado o caso onde o alimentador é uma corneta cônica, que requere lentes assimétricas. / [en] The work presents a study about dielectric lenses designed to correct the aperture phase and amplitude of horn antennas. Based on Geometrical Optics (GO) principles, it has been developed a computational tool that synthesizes a dielectric lens that transforms the aperture fields of horn into a specified aperture distribution. Besides the synthesis, the tool also presents a GO approximated analysis of the horn antenna radiation pattern, by considering the losses due to the reflection not accounted in the synthesis. It is performed by applying the ray tracing from the feed to a virtual aperture in front the lens, and by applying the Aperture Method to calculate the radiation pattern. The design performances are compared with studies found in the technical literature and with a rigorous analysis performed in Microwave Studio CST. The first part of the study, presents design examples to correct the aperture fields of corrugated horns that radiates approximated circular radiation pattern, leading to circular symmetric lenses. Finally, in the second part, it has been considered the case where the feed is a conic horn, which requires asymmetric lenses.
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[pt] ESTUDO DE NANO PARTÍCULAS DE FERRO SUPORTADAS E NÃO SUPORTADAS PARA A REAÇÃO DE FISCHER TROPSCH / [en] STUDY OF SUPPORTED AND NOT SUPPORTED IRON NANO PARTICLES IN THE REACTION OF FISCHER TROPSCHOLIVER EUGENIO EVERETT ESPINO 20 July 2016 (has links)
[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.
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[en] NANOSTRUCTURE MATERIALS CONTROLLED SYNTHESIS FOR ENERGY CONVERSION APPLICATIONS / [pt] SINTESE CONTROLADA DE MATERIAIS NANOESTRUTURADOS PARA APLICAÇÕES NA CONVERSÃO DE ENERGIASCARLLETT LALESCA SANTOS DE LIMA 09 September 2024 (has links)
[pt] Diante da crise energética mundial a busca por tecnologias eficientes
como substitutas aos combustíveis fósseis é cada vez mais incessante. Partindo
dessa premissa, este presente trabalho aborda a síntese controlada de dois
nanomateriais que foram utilizados como catalisadores para aplicações na
conversão de energia. Deste modo, o primeiro trabalho descreve a síntese
de nanoflores de Pd em uma única etapa de reação reduzindo o Íon Tetracloropaladato com hidroquinona. Simplesmente controlando a temperatura de reação, foi
possível obter nanoflores monodispersas de Pd com formas e tamanhos bem
definidos. Com base na morfologia do produto detectado, na cristalinidade
e em vários experimentos de controle, foi estabelecido um novo mecanismo
não clássico baseado nas teorias LaMer e DLVO. Neste procedimento, o
controle da temperatura permitiu ajustar a força iônica da solução (controle
da fração de íons Tetracloropaladato
e K+ presentes na solução), o que afetou as
etapas de fixação e agregação, levando as nanoflores de Pd com tamanhos e
morfologias controlados. Quando esses nanomateriais foram empregados como
nanocatalisadores para eletrooxidação de etanol, as nanoflores de Pd de 12 nm
foram o melhor catalisador em termos de atividade e potencial. No segundo
trabalho, foram empregados nanofios de MnO2 decorados com nanopartículas
de Ir(1, 2 por cento em peso) com 1,8 ± 0,7 nm para a reação de redução do oxigênio
(RRO). Foi observado que o nanohíbrido MnO2—Ir apresentou alta atividade
catalítica e estabilidade melhorada para RRO em relação a Pt/C comercial
(20 por cento em peso de Pt). O desempenho superior proporcionado pelo nanohíbrido
MnO2—Ir pode estar relacionado (i) à concentração significativa de espécies
reduzidas de Mn3+, levando ao aumento da concentração de vacâncias de
oxigênio em sua superfície; (ii) a presença de fortes interações metal-suporte,
nas quais o efeito eletrônico entre MnOx e Ir pode potencializar o processo
RRO; e (iii) a estrutura única composta por tamanhos ultrapequenos de Ir na
superfície do nanofio que permitem a exposição de superfícies/facetas de alta
energia, altas relações superfície-volume e sua dispersão uniforme. / [en] Faced with the global energy crisis, the search for efficient technologies
as substitutes for fossil fuels is increasingly incessant. Based on this premise,
this present work addresses the controlled synthesis of two nanomaterials that
were used as catalysts for energy conversion applications. Thus, the first work
describes the synthesis of Pd nanoflowers in a single reaction step by reducing
Tetrachloropalladate ion with hydroquinone. By simply controlling the reaction temperature,
it was possible to obtain monodisperse Pd nanoflowers with well-defined
shapes and sizes. Based on the detected product morphology, crystallinity and
several control experiments, a new non-classical mechanism based on LaMer
and DLVO theories was established. In this procedure, temperature control
allowed adjusting the ionic strength of the solution (control of the fraction of
Tetrachloropalladate ion and K+ ions present in the solution), which affected the fixation and
aggregation steps, leading to to Pd nanoflowers with controlled control. sizes
and morphologies. When these nanomaterials were employed as nanocatalysts
for ethanol electrooxidation, 12 nm Pd nanoflowers were the best catalyst in
terms of activity and peak potential. In the second work, MnO2 nanowires
decorated with Ir nanoparticles (1.2 percent by weight) measuring 1.8 ± 0.7 nm
were used for the oxygen reduction reaction (ORR). It was observed that the
MnO2—Ir nanohybrid showed high catalytic activity and improved stability
for ORR compared to commercial Pt/C (20 percent by weight of Pt). The superior
performance provided by the MnO2—Ir nanohybrid may be related to (i) the
significant concentration of reduced Mn3+ species, leading to an increase in
the concentration of oxygen vacancies on its surface; (ii) the presence of strong
metal-support interactions, in which the electronic effect between MnOx and
Ir can enhance the ORR process; and (iii) the unique structure composed
of ultrasmall sizes of Ir on the nanowire surface that enable the exposure of
high-energy surfaces/facets, high surface-to-volume ratios, and their uniform
dispersion.
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[en] PROMOTION OF MONOCLINIC ZIRCONIA REDOX PROPERTIES BY DOPING WITH ZINC FOR THE ACETONE SYNTHESIS FROM ETHANOL / [pt] PROMOÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓXIDO-REDUTORAS DA ZIRCÔNIA MONOCLÍNICA DOPADA COM ZINCO NA SÍNTESE DE ACETONA A PARTIR DO ETANOL16 July 2020 (has links)
[pt] Esta tese descreve a síntese de um óxido misto de Zn e Zr (ZnxZr1-xOy),
mediante uma técnica ainda não reportada e a utilização deste material na síntese
de acetona a partir de etanol. O objetivo foi desenhar um catalisador com
propriedades óxido-redutoras e capacidade de se autorregenerar após cada ciclo. A
zircônia monoclínica (m-ZrO2) é um óxido já usado em catálise devido às suas
propriedades ácido-básicas, mas com fracas propriedades óxido-redutoras. Estas
últimas poderiam ser promovidas mediante dopagem substitucional deste material.
A inserção de pequeníssimas quantidades de Zn na rede da m-ZrO2, mostraram
um incremento apreciável na sua redutibilidade. O material obtido foi
caracterizado por diversas técnicas e testado na obtenção de acetona a partir de
etanol. O resultado indicou que a dopagem permitiu a formação de vacâncias de
oxigênio, as quais promoveram a mobilidade do oxigênio até a superfície e, com
isso, aumentaram redutibilidade do material. A seletividade da reação de
conversão de etanol teve como produto maioritário a acetona. Foi demostrado que
a regeneração do catalisador se deve a espécies oxidantes provenientes da
dissociação da água presente no médio reacional; esta dissociação ocorreu nas
vacâncias superficiais. Assim, demonstrou-se que a técnica desenvolvida no
presente estudo, além de simples, resultou efetiva na síntese do óxido misto de Zn
e Zr, um catalisador de composição simples, capaz de conduzir os diferentes
passos do mecanismo na síntese de acetona. Considera-se que esta é a primeira
etapa na sua viabilização comercial. / [en] This thesis describes the synthesis process of a mixed oxide with Zn and Zr
(ZnxZr1-xOy), through a not yet published technique, as well as the utilization of
this material in the acetone synthesis from ethanol. The mean goal was to design a
catalyst with enhanced oxy-reduction properties and capability for selfregeneration
after each cycle. Monoclinic zirconia (m-ZrO2) is already used in
catalysis due to its acidic-basic properties, although its oxy-reduction properties
are negligible. The enhancement of the oxy-reduction properties can be reached
by substitutional doping of this material with a lower oxidation state metal. The
insertion of very small quantities of Zn in the m-ZrO2 lattice, showed a high
increment of its reducibility. The mixed oxides obtained were characterized by
several techniques and catalytically tested in the acetone synthesis from ethanol.
The results showed that doping allows the formation of oxygen vacancies, which
allow oxygen mobility and therefore, the enhancement of reducibility. The
reaction selectivity had acetone as majority product. It was shown that water is
also produced and that it is dissociated in the oxygen vacancies generating oxidant
species. The catalysts regeneration occurs due to those oxidant species. Therefore,
it was demonstrated that the technique developed in this study was easy and
effective in the synthesis of the mixed oxide with Zn and Zr, a catalyst with
simple composition able to conduct every step of the acetone synthesis. This is
considered the first step in the commercial feasibility of this material.
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[en] PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF TIN NANO PARTICLES FROM VAPOR PHASE / [pt] PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE NANO PARTÍCULAS DO SISTEMA TI-N-O VIA REAÇÃO NA FASE VAPORALEXANDRE VARGAS GRILLO 02 April 2009 (has links)
[pt] Os nitretos, especialmente os de metais de transição, têm recebido nos últimos anos, grande atenção, devido às suas propriedades físicas e químicas serem únicas. Dentre estes nitretos, temos o nitreto de titânio (TiN) que apresenta muitas propriedades interessantes, que fazem com que tenha grandes potencialidades para aplicações à nível industrial. A importância do nitreto de titânio (TiN) se deve às suas propriedades de alta condutividade térmica, dureza, resistência ao desgaste, alta condutividade elétrica e não é tóxico. Assim, a sua principal área de uso, está relacionada como um material que apresenta aplicações nos campos químicos e mecânicos. Na indústria aeroespacial, é utilizado em equipamentos, como turbinas e motores a jato, e, no ramo da medicina, sob a forma de revestimento em próteses ortopédicas, válvulas cardíacas e próteses dentárias. O objetivo desta dissertação é estudar a produção e a caracterização de nano partículas de nitreto de titânio (TiN), a partir de uma reação na fase gasosa entre o tetracloreto de titânio (TiCl4) e a amônia (NH3) em um reator tubular, e a influência dos parâmetros reacionais (temperatura e tempo espacial), sobre o tamanho médio das partículas. Os resultados experimentais mostraram que as variações destes parâmetros produziram pós de TiN com diferentes tamanhos de partículas. Além da produção de pó de nitreto de titânio (TiN), constatou-se a presença de cloreto de amônio (NH4Cl). Durante o manuseio do pó de TiN produzido, houve a formação de TiO2 (anatásio) através da reação do primeiro com o ar atmosférico. / [en] Nitrides, especially those of transition metals, have received increasing attention in recent years because of their unique chemical and physical properties. Among them, TiN presents many interesting properties, which make it interesting for some potential industrial applications. The importance of nitride titanium (TiN) is due to its properties of high thermal conductivity, chemical inertial, hardness, wear resistance, high electrical conductivity and nontoxicity. The objective of this master thesis is the production of TiN powder from gas phase reaction between titanium tetrachloride (TiCl4) and ammonia (NH3) in a tubular reactor and the study of the effects of the reaction parameters, temperature and space time, on particle size. The experimental results showed that the variation of these parameters produced nanoparticles of TiN with different sizes, heterogeneous. Besides the production of titanium nitride powder, there was also the presence of ammonium chloride (NH4Cl), co-product of the nitridation reaction. During the handling of the TiN powder occurred the formation of TiO2 due to its reaction with atmospheric air.
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[en] SYNTHESIS, MORPHOLOGICAL CONTROL AND CHARACTERIZATION OF NANOSTRUCTURED TITANATES PRODUCED FROM ILMENITE SAND / [pt] SÍNTESE, CONTROLE MORFOLÓGICO E CARACTERIZAÇÃO DE TITANATOS NANOESTRUTURADOS PRODUZIDOS A PARTIR DE AREIA ILMENÍTICAANTONIO MARIO LEAL MARTINS COSTA 23 May 2014 (has links)
[pt] Titanatos nanoestruturados contendo Fe em sua estrutura foram produzidos a partir do tratamento hidrotérmico alcalino de areia ilmenítica. Os parâmetros de síntese - concentração da solução de NaOH e temperatura - foram variados com o intuito de explorar as possibilidades morfológicas. Os produtos foram
caracterizados via microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, adsorção de nitrogênio, espectroscopia por energia dispersiva de raios X, Mossbauer e de refletância difusa no UV-Visível. Foram observadas a formação de partículas, folhas e fitas, de acordo com os parâmetros de síntese. Estes resultados foram organizados em um diagrama relacionando a morfologia com os parâmetros de síntese, possibilitando a descrição de um controle morfológico. O Fe se apresentou de duas formas após a síntese: uma como partículas de hematita anexadas às folhas e fitas e a outra na forma de íons Fe3mais dentro das estruturas das folhas ocupando sítios de Ti. Isto teve influência direta sobre as propriedades óticas dos produtos, uma vez que os produtos contendo apenas folhasapresentaram uma alta absorção de fótons, enquanto uma diminuição gradativa foi observada com a formação de fitas e segregação do Fe da estrutura. A área superficial específica dos produtos diminui na medida em que as folhas se tornam fitas, fato que associado com os resultados obtidos para as propriedades óticas, tornam as folhas muito atrativas para aplicação como fotocatalisadores. / [en] Nanostructured Fe-titanates were produced via alkaline hydrothermal
treatment of ilmenite sand. The synthesis parameters – NaOH solution concentration and temperature – were varied with the aim of exploring the possible morphologies. The produced titanates were characterized via scanning and transmission electron microscopy, nitrogen adsorption, energy dispersive Xray spectroscopy, Mössbauer and diffuse reflectance spectroscopy. Particles, sheets and ribbons were formed, depending on the synthesis parameters. The results were assembled in a morphological diagram linking the morphology with the synthesis parameters revealing the possibility of morphological control. Iron appeared in two different forms, after synthesis: either as hematite particles attached to sheets and ribbons or as Fe3more ions within the structure of the sheets, occupying Ti sites. This fact has direct influence in the product optical properties since the sheets have shown high photon absorption while a gradual decrease was observed with the ribbons formation. The specific surface area of products decreased when the sheets become ribbons. This fact, associated with the results obtained for the optical properties, makes the sheets very attractive as photocatalysts.
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[en] STUDY OF THE REACTION SYSTEM TICL4(G)-NH3(G) IN A CROSS-FLOW REACTOR AT LOW TEMPERATURES: EFFECT OF PROCESS VARIABLES AND PRODUCTS CHARACTERIZATION / [pt] ESTUDO DO SISTEMA REACIONAL TICL4(G) - NH3(G) EM REATOR DE FLUXO CRUZADO EM BAIXAS TEMPERATURAS: EFEITO DAS VARIÁVEIS DE PROCESSO E A CARACTERIZAÇÃO DOS PRODUTOSALEXANDRE VARGAS GRILLO 07 July 2014 (has links)
[pt] Os nitretos, carbetos, boretos e óxidos de metais de transição na forma de nanopartículas, têm recebido nos últimos anos uma grande atenção no mundo científico, por apresentar propriedades físicas e químicas bem específicas, com aplicações diretas na indústria de alta tecnologia. Esta tese de doutorado foi motivada pelo desenvolvimento e avaliação experimental de uma nova configuração de reator, tubular e de fluxo cruzado, que promove um melhor contato entre as fases gasosas reagentes, possibilitando a execução da síntese de nanopartículas em temperaturas mais baixas. O reator consiste em um tubo de quartzo e um sistema de alimentação de gás NH3(g), dotado de chicanas que o redireciona promovendo uma distribuição mais homogênea deste nos orifícios de alimentação no reator. O TiCl4, uma vez vaporizado, é arrastado pelo argônio na direção axial do reator e o NH3 é injetado na direção radial central do reator. No aparato experimental desenvolvido foram avaliados os efeitos das variáveis do processo, temperatura, tempo espacial e pressão parcial do TiCl4 sobre o tamanho médio de cristalitos das partículas sintetizadas. Os resultados experimentais obtidos mostraram que no reator proposto foi possível produzir, na temperatura ambiente, nitreto de titânio (TiN) com 100por cento de conversão e tamanhos de cristalitos abaixo de 20 nm. Além da produção do TiN, também observou-se a formação de um co-produto, também particulado, o cloreto de amônio (NH4Cl). Nas análises por difração de Raios-X observou-se a presença de dióxido de titânio (TiO2) na forma de anatásio e de oxinitreto de titânio. O aparecimento destas fases pode ser explicado pela alta reatividade do nitreto de titânio com o oxigênio e vapor de água presentes na atmosfera e a sua elevada superfície específica. / [en] Nitrides, carbides, borides and oxides of transition metals in the form of nanoparticles have received in recent years the attention in the scientific world, by their specific physical and chemical properties, with direct applications to the high technology industry. This thesis was motivated by the development and experimental evaluation of a new reactor concept, tubular and cross-flow, which promotes better contact between the gas-phase reactants, allowing the execution of nanoparticle synthesis at lower temperatures. The reactor consists of a quartz tube and a gas supply system (NH3), equipped with baffles that redirects the gas promoting a more homogeneous distribution of it in the holes that feed the reactor. The TiCl4 vaporized is carried by argon gas, in the axial direction, to the reactor and NH3 is injected in the radial direction in the central region of the reactor. In the experimental apparatus developed were evaluated the effects of process variables, temperature, space time and TiCl4 partial pressure, on average crystallite size of the synthesized particles. The experimental results obtained show that in the proposed reactor was possible to produce, at room temperature, titanium nitride with 100% conversion and crystallite size below 20nm. Besides the production of the titanium nitride was also observed the formation of a particulate co- product, the ammonium chloride (NH4Cl). In the X-ray diffraction analyzes was observed the presence of titanium dioxide (anatase) and titanium oxynitride. The occurrence of these phases can be explained by the high reactivity of titanium nitride with oxygen and water vapor present in the atmosphere and their high specific surface.
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[en] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF LOW THERMAL EXPANSION OXIDES / [pt] SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ÓXIDOS COM BAIXA EXPANSÃO TÉRMICAMONICA ARI SANO 19 February 2008 (has links)
[pt] Materiais que apresentam expansão térmica baixa ou negativa
possuem
grande potencial de emprego em diversas aplicações que
requerem resistência
ao choque térmico, assim como para aplicações
odontológicas, em placas de
circuitos eletrônicos, em componentes ópticos e para
produzir compósitos em
que compensam a expansão térmica positiva de outros
materiais. Por este
motivo, o estudo e a produção de materiais com expansão
térmica controlada
têm crescido nos últimos anos. No presente trabalho, foram
estudadas algumas
famílias de óxidos com estruturas que apresentam este tipo
de comportamento.
Foi avaliada a expansão térmica em três sistemas da família
A2M3O12 com o
intuito de produzir materiais com expansão térmica
controlada pela substituição
química do cátion A pelos cátions Al, Cr e Fe. Os sistemas
produzidos foram:
Cr2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de cromo - ferro), Al2xCr2-
2xMo3O12 (molibdato de
alumínio - cromo) e Al2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de
alumínio - ferro). Além
destes, o composto HfMgMo3O12 foi também sintetizado para
testar a viabilidade
de substituição dos cátions A trivalentes por um cátion
divalente e um
tetravalente. Foi possível obter soluções sólidas
monofásicas e seus parâmetros
de rede variam linearmente com o aumento no conteúdo do
cátion de maior
tamanho, conforme a lei de Vegard. Análise térmica
realizada por DSC permitiu
determinar a temperatura de transição de fase da estrutura
monoclínica (P21a) à
ortorrômbica (Pbcn). Os valores encontrados foram: para o
Al2Mo3O12, 200oC,
para o Cr2Mo3O12 , 403oC e para o Fe2Mo3O12, 512oC.
Coeficientes de expansão
térmica intrínsecos foram determinados por difração de
raios-X utilizando luz
síncrotron, encontrando-se valores bem reduzidos para todos
os sistemas
estudados, a saber: para o Al2Mo3O12, (alfa)l = 2,32 x 10-
6/oC, para o Cr2Mo3O12 , (alfa)l =
0,65 x 10-6/oC e para o Fe2Mo3O12, (alfa)l = 1,72 x 10-6/oC. / [en] Negative and low thermal expansion materials have important
potential
applications as resistance to thermal shock, as well as,
for odontological
applications, printed circuit boards, optical components
and to produce
composites to compensate the positive thermal expansion of
materials. For this
reason, the study and production of materials with
controlled thermal expansion
have increased in the recent years. In the present work,
some oxide families with
structures that present this type of behavior were
investigated. The thermal
expansion in three systems of A2M3O12 family was evaluated
in order to produce
materials with controlled thermal expansion through the
chemical substitution of
cation A with Al, Cr and Fe. The produced systems were:
Cr2xFe2-2xMo3O12
(chromium - iron molybdate), Al2xCr2-2xMo3O12 (chromium -
aluminum molybdate)
and Al2xFe2-2xMo3O12 (aluminum - iron molybdate). Besides
that, HfMgMo3O12 was
synthesized to test the viability of substitution of
trivalent cations for one divalent
plus one tetravalent. It was possible to obtain single-
phase solid solutions and
their lattice parameters increased linearly with the
increase of the largest cation
content, following the Vegard`s law. Thermal analysis
carried out by DSC allowed
the determination of the phase transition temperature from
monoclinic (P21a) to
orthorhombic (Pbcn) structure. The values were 200oC for
Al2Mo3O12, , 403oC for
Cr2Mo3O12 , and 512oC for Fe2Mo3O12. Intrinsic thermal
expansion coefficients
were determined by X-rays diffraction using syncrotron
radiation, and low values
were found for all studied systems: (alfa)1 = 2,32 x 10-
6/oC for Al2Mo3O12, (alfa)1 = 0,65 x
10-6/oC for Cr2Mo3O12 , and (alfa)1 = 1,72 x 10-6/oC for
Fe2Mo3O12.
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