Em termos ambientais, os catalisadores automotivos se destacam pelos resultados altamente significativos alcançados após seu uso obrigatório em veículos leves. No entanto, as condições térmicas em que eles operam podem levar a um processo de perda de atividade significativa, após certo tempo de operação. Dentro desse contexto, este trabalho estudou o efeito da temperatura na desativação térmica de catalisadores automotivo modelo. Foram preparados catalisadores baseados em óxido misto de cério e zircônio na proporção 50% em mol de cério e zircônio (CZ). A partir dele foram produzidos os catalisadores Pd-CZ e Pd-CZ-LaAl. O catalisador Pd-CZ foi produzido pela impregnação do CZ com Pd na concentração de 0,5% m/m de CZ. O catalisador Pd-CZ-LaAl foi produzido a partir de uma mistura física do Pd-CZ com o suporte LaAl (alumina dopada com La na concentração de 1,9 % m/m de Al2O3), seguida de calcinação a 500˚C. Foram realizados envelhecimentos a 900C e 1200C em mufla com atmosfera oxidante por 12 e 36h. Os catalisadores foram caracterizados por um conjunto de técnicas físico-químicas. Foram realizadas análises de fisissorção de N2 para a medição da área específica e o estudo da evolução do diâmetro e volume de poros das amostras novas e envelhecidas. Análises de difração de raios X (DRX) foram feitas de forma a acompanhar possíveis transições de fases após o envelhecimento das amostras. Foi realizada análise química para validar a composição das amostras e ensaios de análise térmica para o catalisador CZ visando identificar a temperatura onde ocorre o fenômeno de segregação de fases. Realizaram-se ensaios de redução a temperatura programada (RTP) visando quantificar o consumo de hidrogênio e associá-lo à evolução da redutibilidade das amostras após o envelhecimento térmico. Finalmente, a avaliação catalítica foi realizada com base nas reações de oxidação do CO e do propano e de redução do NO pelo CO, através da obtenção de curvas de lightoff. As análises de DRX mostraram que o envelhecimento a 900C ocasionou alterações de fases da alumina, mas não foi verificada segregação de fases no CZ. Já a 1200C observou-se a referida segregação de fases, que coincide com a drástica queda na área específica das amostras, em alguns casos observando-se o colapso das propriedades texturais do catalisador. As análises de RTP mostraram que, em determinadas condições, o envelhecimento térmico promove a redutibilidade do sistema CZ e a introdução de Pd torna o catalisador mais facilmente redutível o que é evidenciado pelo deslocamento dos picos de redução para temperaturas mais baixas em comparação ao CZ puro. Os testes catalíticos mostraram que a introdução do Pd é um fator fundamental para a conversão do propano. Os catalisadores contendo Pd também converteram melhor o CO. Para os catalisadores envelhecidos a 1200C, o único resultado positivo foi no caso do Pd-CZ-LaAl que apesar deste tratamento térmico, ainda converteu o CO, propano e NO. Desta forma o catalisador Pd-CZ-LaAl apresentou resultados mais satisfatórios e isto evidencia que a mistura com LaAl melhora o desempenho e a estabilidade térmica do catalisador em altas temperaturas (acima de 300C). / The automotive catalyst has significantly contributed to environmental protection since its use in light vehicles became mandatory. However, it is constantly subjected to severe thermal conditions which may cause a significant decrease in catalytic activity. Thus, this work studied the effect of temperature in the thermal deactivation of model automotive catalysts. All the catalysts were prepared with cerium and zirconium mixed oxides containing 50 mol % of cerium and zirconium (CZ). The Pd-CZ and Pd-CZ-LaAl catalysts were prepared by impregnation of CZ with Pd to obtain 0.5% of the noble metal in the catalyst. The Pd-CZ-LaAl catalyst was prepared from a physical mixture of Pd-CZ and the LaAl support (alumina doped with 1,9 wt% of La), followed by calcination at 500C. The samples were subjected to aging at 900C and 1200C in oxidizing atmosphere for 12 and 36h. The catalysts were characterized by a set of physicochemical techniques. Analyses of N2 physisorption for the determination of the surface area and the study of the evolution of the pore volume and diameter for fresh and aged samples were carried out. X-ray diffraction (XRD) experiments were done to follow possible phase transitions after aging. Chemical analysis was carried out to validate the composition of the samples. The CZ samples were subjected to thermal analysis to identify the temperature in which phase segregation occurs. Temperature programmed reduction (TPR) experiments were carried out to quantify the amount of hydrogen necessary to the catalyst reduction and to associate it to the samples reducibility after thermal aging. Finally, catalytic evaluation was based on the lightoff curves obtained for CO and C3H8 oxidation and reduction of NO by CO. XRD analyses evidenced alumina phase transitions after aging at 900C, but not for CZ. However, after aging at 1200C, there was phase segregation, which is consistent with the drastic decrease in surface area. Some catalysts presented collapse of the textural properties. TPR analyses showed that, in determined conditions, thermal aging promotes the reduction of CZ system and the introduction of Pd promotes the catalyst reduction. This is evidenced by the shift of the reduction peaks to lower temperatures observed in PdCZ profiles compared to pure CZ profiles. Catalytic tests showed that Pd introduction is crucial for C3H8 conversion. Pd catalysts also achieved higher CO conversions. For the catalysts aged at 1200C, the only positive result was obtained with the Pd-CZ-LaAl catalyst, which still converted CO, C3H8 and NO. Thus, the Pd-CZ-LaAL catalysts presented the best results, indicating that the impregnation of Pd-CZ with LaAl improves the performance and the stability of the catalyst at high temperatures (above 300C).

Partículas nanométricas de óxidos têm despertado um grande interesse devido a ampla gama de aplicações, por exemplo em catálise, óptica, sensores de gases, semicondutores, entre outros. Por isso, há vários estudos para uma grande variedade de óxidos com composição MO2, em função do tamanho e terminação da superfície. Também existe um grande interesse no estudo de óxidos mistos devido a possibilidade de combinar dois ou mais óxidos em escala nanométrica, com objetivo de controlar as propriedades físicas e químicas em função da composição. Neste trabalho, utilizou-se os metais Ce e Zr, uma vez que os óxidos desses elementos têm um grande potencial de aplicação na indústria como em células combustíveis, reações catalíticas entre outros. Os óxidos mistos Cem-nZrnO2mpossuem a capacidade de armazenar ou liberar oxigênio ao longo de reações químicas, e portanto, são largamente empregados em catalisadores de três-vias na indústria automobilística. Neste estudo foi empregada a teoria do funcional da densidade (DFT) com o funcional de troca-correlação proposto por Perdew, Burke e Ernzerhof (PBE). Investigou-se as propriedades estruturais, energéticas e eletrônicas dos clusters puros e então, selecionou-se quatro estruturas, as quais foram aplicadas na construção dos clusters de óxidos mistos de céria-zircônia. Por meio dos estudos de eletronegatividade de Mulliken, verificou-se que os clusters de zircônia apresentam uma tendência maior em atrair elétrons, quando comparados aos clusters de céria. Observou-se também que as estruturas de mais baixa energia de céria e zircônia apresentam diferentes números de coordenação (CN), no caso 4 e 3 NNN (vizinhos mais próximos), respectivamente. Isso se deve ao fato de tais estruturas não serem esféricas e também aos diferentes tamanhos atômicos de Ce e Zr. Além disso, notou-se que há uma maior compactação dos clusters de menor energia se comparados aos de maior energia, tanto para o céria quanto para zircônia, obteve-se os seguintes valores de diâmetro 1 nm e 2 nm para essa variação da energia relativa. Com esses resultados tem-se que há uma propensão dos clusters mistos, manterem propriedades semelhantes dos cluster puros, devido a similaridade entre o comportamento das estruturas de céria e da zircônia, os quais foram os agentes geradores dos clusters mistos. Observou-se que as propriedades estruturais dos cluster puros como CN, dav, σ e raio, mantiveram-se com a mesmas tendências nos clusters mistos. Para a obtenção do cluster mais estável analisou-se a energia de formação dos sistemas, sendo que a configuração mais favorável de ser formada é a Ce0,27Zr0,73O2, a qual considerou-se a estrutura pGMC representativa das configurações estudadas. Levando-se em consideração os resultados obtidos, na análise de formação dos clusters mistos delimitou-se a região de maior probabilidade de formação de clusters mistos estáveis entre 25% a 60%, de cério na composição. / Oxide nanomaterials have aroused great interest due to their application in several fields, such as in catalysis, optics, gas sensors, semiconductors, among others. Therefore, there are several studies for a wide variety of oxides with composition, and MO2, depending on the size and surface termination. There is also great interest in the study of mixed oxides due to the possibility of combining two or more oxides on a nanometric scale, in order to control their physical and chemical properties. In this work the metals Ce and Zr were used, since the oxides of these elements have a promising application in the industry as in fuel cells, catalytic reactions among others. The mixed oxides Cem-nZrnO2m present the ability to store or release oxygen during chemical reactions and therefore are widely used in three-way catalysts in the automotive industry. In this study, we used density functional theory (DFT) with PBE for the exchange-correlation functional. To investigate the structural, electronic and energetic properties of clusters, four selected structures were applied to build up the mixed ceria-zirconia oxides. Through the Mulliken electronegativity studies, it was found that zirconia clusters have a greater tendency to attract electrons, than the ceria clusters. Also observed that the lowest energy structures of ceria and zirconia have different coordination numbers, 4 and 3 NNN (Number of Nearest Neighbours), respectively. This is due to the fact that such structures are not spherical and have different atomic sizes. In addition, it was noted that there is a higher compaction of the clusters of lower energy compared to higher energy, for both ceria and zirconia, it was obtained the following values of diameter 1 nm and 2 nm for this variation of relative energy change. These results show that there is a trend in which mixed clusters have similar properties of the pure cluster, due to the similarity between the behavior of the structures of ceria and zirconia, which were the generating agents of the mixed clusters. It was observed that the structural properties of the pure clusters like CN, dav, σ and cluster radii, remained with the same trends in the mixed clusters. To obtain the most stable clusters we analyzed the formation energy of the systems, the most favorable configuration to be obtained is Ce0,27Zr0,73O2, which was considered the representative pGMC structure of the studied configurations. Taking into consideration the results, obtained in the analysis of the formation of the mixed clusters, delimited the higher probability of formation of mixed stable clusters between 25% to 60%, of cerium in composition.

Catalisadores ativos e estáveis, preparados a partir dos hidróxidos duplos lamelares (HDLs) contendo os cátions Ni2+, Zn2+, Al3+ e Zr4+(NiZn-Al, NiZn-AlZr e NiZn-Zr), foram avaliados na reação de reforma seca do metano. Os precursores foram caracterizados por difração de raios X, confirmando a formação das fases para as amostras de NiZn-Al e NiZn-AlZr. As espectroscopias no infravermelho/Raman elucidaram a ocorrência dos ânions (CO32-) e das moléculas de água na intercamada. A Fisissorção de nitrogênio ( método de BET) determinou a presença de poros e a área superficial específica. As formas das isotermas foram do tipo IV, de acordo com a IUPAC, e representa uma estrutura mesoporosa. A análise termogravimétrica foi utilizada para determinar a temperatura de calcinação dos precursores para obtenção dos catalisadores e as temperaturas utilizadas foram 550 °C, 650 °C e 750 °C. Os resultados de difração de raios X dos catalisadores apresentaram uma mistura de óxidos binários (NiO, ZnO, ZrO2 e Al2O3) e óxidos ternários (NiAl2O4 e ZnAl2O4). As fases de espinélios foram observadas nos catalisadores obtidos a 650°C (Ni/ZnAl-6 e Ni/ZnAlZr-6) e 750°C (Ni/ZnAl-7 e Ni/ZnAlZr-7). A redução a temperatura programada de hidrogênio (TPR-H2) forneceu informações sobre a redução do catalisador. Os resultados exibiram interações entre a fase ativa com as outras fases presentes no intervalo entre 350 - 800 °C, enquanto que a dessorção àtemperatura programada de CO2 (DTP-CO2) mostrou que os catalisadores possuem sítios básicos fracos. Ademais, os catalisadores foram caracterizados por fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman e basicidade usando um indicador de Hammett. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de reforma seca do metano utilizando uma razão molar de alimentação de CH4: CO2 = 1,5:1,0; a fim de simular a composição do biogás. Os resultados mostraram uma maior conversão para o CO2 em todos os catalisadores investigados, o que pode ser atribuído ao maior teor de CH4 alimentado. Além disso, é importante ressaltar a contribuição dos sítios básicos presentes nas amostras, o que pode também contribuir para a conversão do CO2. A maior conversão de CH4 foi observada para os catalisadores tratados a 750 °C. Após as reações, foi observada a formação de carbono grafite sobre todos os catalisadores, com menor percentual para a amostra Ni/ZnAl, calcinadas a 550 °C e 650 °C, e Ni/ZnZr-7, calcinada a 750 °C. Finalmente, os catalisadores calcinados a 650 °C e 750 °C também foram ativados na temperatura de 750°C e os resultados reacionais mostraram que essa temperatura favoreceu o processo de aglomeração e, portanto, promoveu baixas conversões para o CH4 e CO2. / Active and stable catalysts, prepared from the lamellar double hydroxides (HDLs) containing the cations Ni2 +, Zn2 +, Al3 + and Zr4 + (NiZn-Al, NiZn-AlZr and NiZn-Zr) were evaluated in the dry reforming reaction of methane. The precursors were characterized by X-ray diffraction method, confirming the formation of phases for NiZn-Al and NiZn-AlZr samples. Infrared / Raman spectroscopies elucidated the occurrence of anions (CO32-) and water molecules in the interlayer. Nitrogen physisorption (BET method) determined the presence of pores and the specific surface area. The shape of the isotherms were type IV, according to the IUPAC, representing a mesoporous structure. The thermogravimetric analysis was used to determine the calcination temperature of the precursors to obtain the catalysts and the temperatures used were 550 ° C, 650 ° C and 750 ° C. The X-ray diffraction results of the catalysts showed a mixture of binary oxides (NiO, ZnO, ZrO2 and Al2O3) and ternary oxides (NiAl2O4 and ZnAl2O4). The spinel phases were observed in the catalysts obtained at 650 °C (Ni/ZnAl-6 and Ni/ZnAlZr-6) and 750°C (Ni/ZnAl-7 and Ni/ZnAlZr-7) Temperature- programmed reduction with hydrogen (H2-TPR) provided information on catalyst reduction. The results showed interactions between the active phase and the other phases present in the range of 350 - 800 ° C, while temperature- programmed desorption of CO2 (CO2-TPD) showed that the catalysts have weak basic sites. In addition, the catalysts were characterized by Nitrogen physisorption, scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and basicity using a Hammett indicator. The performance of the catalysts was evaluated in the dry reforming reaction of the methane using a CH4: CO2 molar feed ratio = 1.5: 1.0; In order to simulate the biogas composition. The results showed a higher conversion to CO2 in all the catalysts investigated, which can be attributed to the higher content of CH4 fed. In addition, it is important to restate the contribution of the basic sites present in the samples, which may also contribute to the conversion of CO2.The higher conversion of CH4 was observed for the catalysts treated at 750 ° C. After the reactions, the formation of graphite carbon was observed on all the catalysts, with a lower percentage for Ni / ZnAl samples, calcined at 550 ° C and 650 ° C, and Ni / ZnZr-7, calcined at 750 ° C. Finally, the catalysts calcined at 650 ° C and 750 ° C were also activated at the temperature of 750 ° C. and the reaction results showed that this temperature favored the agglomeration process and, therefore, promoted low conversions for CH4 and CO2.

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Baseado neste fato, a melhoria na preparação de catalisadores de hidrotratamento tem ganhado atenção de vários grupos de pesquisa devido à necessidade de produzir combustíveis mais limpos contendo menos impurezas, como os compostos de enxofre. Dependendo da finalidade, o processo de desenvolvimento de um catalisador pode consistir na produção de um novo catalisador sem nenhum dado disponível a seu respeito, ou o processo pode ter como objetivo melhorar um catalisador já conhecido. Nesse trabalho, tentamos contribuir com a melhora na atividade de um catalisador já conhecido alterando os suportes no qual esse catalisador é disperso. Para isso foram sintetizados compostos de hidrotalcitas do tipo MgZnAl-carbonato que foram usados como precursores dos suportes. Após a calcinação a 500 °C os suportes foram obtidos, e impregnados com sais de cobalto e molibdênio. Esses materiais foram calcinados com o objetivo de se obter os óxidos de cobalto e molibdênio dispersos sobre a superfície dos suportes para posterior sulfetação e ativação. Essa etapa final aconteceu in situ, onde logo após procedeu-se à avaliação catalítica para HDS de tiofeno e HID de cicloexeno. Os precursores foram preparados a partir de diferentes rotas sintéticas tais como: coprecipitação, hidrólise de uréia e coprecipitação assistida por ultrassom. Para todas as sínteses a variação da razão molar de Mg2+ /Zn2+, y, ocorreu nas quantidades de 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75 e 100 mol%. Esses materiais foram caracterizados a partir de diferentes técnicas analíticas, onde foi possível constatar a formação da fase cristalina característica de compostos do tipo hidrotalcita com carbonato na região interlamelar. As análises de ICP-AES e CHN sugeriram um maior controle estequiométrico para as amostras obtidas por ultrassom e coprecipitação. A decomposição térmica das amostras de hidrotalcitas das diferentes séries, Znys, foi avaliada por difração de raios X in situ variando-se a temperatura no intervalo de 100 a 1000 °C, onde observou-se um comportamento térmico muito parecido para as amostras obtidas por diferentes rotas sintéticas contendo a mesma quantidade de zinco. Adicionalmente, o estudo da termodecomposição mostrou que as amostras formam uma fase amorfa próximo de 400 °C e que essa fase associada ao tamanho do cristalito é responsável pelo alargamento dos picos na região de médio ângulo no difratograma. A influencia da substituição dos cátions de Mg2+ por Zn2+ e da metodologia de síntese nas propriedades texturais dos óxidos mistos derivados da termodecomposição das hidrotalcitas foi estudada pela adsorção e dessorção de N2, bem como por microscopia eletrônica de varredura, onde constatou-se que a forma de obtenção dos precursores influência nas propriedades físico-químicas dos suportes. A avaliação catalítica dos materiais mostrou que todos aqueles testados são ativos para a hidrodessulfurização de tiofeno e hidrogenação de cicloexeno e ainda, quando comparado com o catalisador convencional suportado em alumina as amostras Zn5uCoMoS, Zn15cCoMoS se mostraram mais seletivas nas reações de hidrogenação e hidrodessulfurização. Em relação ao catalisador comercial todos os catalisadores da série ZnysCoMoS obtidos neste trabalho se mostraram mais seletivos, com destaque para o catalisador Zn5cCoMoS que além de mais seletivo, apresentou-se mais eficiente para a hidrodessulfurização de tiofeno quando comparado ao catalisador comercial. Ainda, a partir dos resultados, o que se observa é que a atividade catalítica e a seletividade dos catalisadores são muito sensíveis a pequenas mudanças no procedimento de preparação empregado para a obtenção dos suportes, uma vez que catalisadores com composições químicas muito próximas apresentaram diferentes propriedades catalíticas. / The heterogeneous catalysis plays an important role in the development of environmentally sustainable technologies, including multiple industries sectors. An increasingly stringent standard for pollutant emissions imposes an enhancement in these processes. Based on this fact, improvement in the preparation of hydrotreating catalysts is gaining attention from several research groups because of the need to produce cleaner fuels, as lower amounts of impurities such as sulfur compounds. Depending on the purpose, the development process of a catalyst may consist in an extreme situation, as the development of a new catalyst where no data is available about it, or the process may consist in improving a catalyst already known. In this work, we try to contribute to the improvement of a known catalyst already, altering the support in which it is dispersed. To these purposes hydrotalcites like MgZnAl-CO32- compounds were synthesized. After calcination at 500 °C supports were obtained and impregnated as salts of cobalt and molybdenum. These materials were calcined to obtain oxides of cobalt and molybdenum dispersed on the surface of the supports for subsequent sulfidation and activation. This final stage was made in situ, where soon after occurred the catalytic evaluation for HDS of thiophene and HID of cyclohexene. The precursors were prepared from different synthetic routes such as coprecipitation, urea hydrolysis, and coprecipitation assisted by ultrasound. For all synthesis, the ratio between divalent metallic cations (Zn2+ and Mg2+), y, was tested at 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75 and 100 mol%. These materials were studied with different analytical techniques, where the formation of the typical compounds of the phase hydrotalcite with carbonate in the interlayer region can be seen. The analysis of ICP-AES and CNH suggested greater control of stoichiometry in samples obtained by ultrasound and co-precipitation. Thermal decomposition of hydrotalcites samples from different series, Znys were investigated by X-ray diffraction in situ, where varying the temperature range of 100 to 1000 °C, we observed a very similar thermal response to the samples obtained by different synthetic routes but with the same zinc content. Furthermore, the study showed that thermodecomposition of the samples formed an amorphous phase around 400 °C and that the phase associated with the crystallite size is responsible by peak broadening in the region of the middle angle diffraction. The influence of the zinc content and synthesis methodology on the physicochemical properties of mixed oxide derivatives from the hydrotalcite precursor MgZnAl-HT was evaluated through the adsorption/desorption of N2 and scanning electron microscopy (SEM), where it was observed that precursors synthesis variables influence on the physicochemical properties of the supports. The catalytic evaluation of the materials showed that all of them were active for hydrodesulfurization of thiophene and hydrogenation of cyclohexene. Samples Zn5uCoMoS and Zn15cCoMoS were selectivity in the hydrogenation and hydrodesulfurization reactions than the conventional catalyst supported in alumina. Regarding the commercial catalyst, all catalysts of the ZnysCoMoS series obtained in this study were more selective, highlighting the Zn5cCoMoS catalyst which in addition to more selective presented itself more efficient for hydrodesulfurization of thiophene as compared to the commercial catalyst. Thus, from the results it was observed that the catalytic activity and selectivity of the catalysts are sensitive to small changes in preparation procedures used to obtain the supports, since catalysts with very similar chemical compositions showed different catalytic properties.

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canevari_ThiagodaCruz_D.pdf: 2821542 bytes, checksum: 1a2c7ff35fcd8e34d5867b81b4bb960b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar três materiais diferentes obtidos pelo processo sol-gel: SiO2/SnO2, SiO2/SnO2/Sb2O5 e o filme de Nb2O5 formado sobre a superfície do material cerâmico SiO2/C e utilizá-los como matriz no desenvolvimento de sensores eletroquímicos. O óxido misto, SiO2/SnO2, foi sintetizado utilizando como fonte de SnO2, SnCl4.5H2O, utilizando diferentes catalisadores ácidos HCl e HF (F-). As diferenças estruturais e morfológicas apresentadas pelos óxidos mistos, SiO2/SnO2, em virtude do uso de diferentes catalisadores ácidos, foram investigadas por meio das isotermas de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia de fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), medidas de condutividade elétrica e medidas eletroquímicas visando a utilização destes óxidos mistos como matriz suporte para desenvolvimento de sensores eletroquímicos. O material, SiO2/SnO2/Sb2O5, foi obtido por meio da incorporação do Sb2O5 sobre a superfície do óxido misto, SiO2/SnO2, previamente sintetizado utilizando como fonte de SnO2, o dibutildiacetato de estanho. Este recobrimento foi realizado utilizando, CH2Cl2 seco, em atmosfera inerte, pela técnica de "Enxerto¿. O material, SiO2/SnO2/Sb2O5, foi caracterizado por meio da isoterma de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia de fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). Sobre este material foi imobilizado o corante catiônico, azul de meldola, no qual foi preparado um eletrodo de disco rígido com objetivo de estudar a eletrooxidação do cofator NADH utilizando as técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria visando o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico. A formação do filme de Nb2O5 sobre a superfície do material carbono cerâmico SiO2/C, utilizando a técnica de spin-coating, foi realizado após o material SiO2/C ser sintetizado utilizando o processo sol-gel. O filme de Nb2O5 preparado foi caracterizado utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). Com este material foi preparado um eletrodo de disco rígido com objetivo de estudar a eletrooxidação dos isômeros fenólicos, hidroquinona e catecol na presença de resorcinol utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial / Abstract: This work describes the synthesis and characterization of three different materials: SiO2/SnO2, SiO2/SnO2/Sb2O5 and the film of Nb2O5 formed on the surface of the ceramic material SiO2/C obtained by sol-gel process and to use them as matrix in the development of electrochemical sensors. The mixed oxides, SiO2/SnO2, were synthesized using as source of SnO2, SnCl4.5H2O, using different acid catalysts HCl and HF (F). The structural and morphological differences provided by mixed oxides, SiO2/SnO2, due to the use of different catalysts were evaluated by using several like area superficial BET technique, ray X fluorescence spectroscopic, ray X diffraction, IV spectroscopic, transmission electron microscopic (TEM), ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS) and electrical conductivity and electrochemical measurements in order to use these mixed oxides as matrix support for development of electrochemical sensors. The material SiO2/SnO2/Sb2O5 was obtained by incorporation of Sb2O5 on the surface of the mixed oxide SiO2/SnO2, previously synthesized using as source of SnO2, dibutildiacetate of tin. This coating was performed using, CH2Cl2 dry, in inert atmosphere, using the technique of "Grafting." The SiO2/SnO2/Sb2O5 material was characterized using area superficial BET technique, ray X fluorescence spectroscopic, scanning electron microscopic (SEM), energy dispersive spectroscopic (EDS) and ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS). On this material was immobilized on the cationic dye Meldola Blue, which was prepared in a rigid disk electrode to study the electrooxidation of the cofactor NADH using cyclic voltammetry and chronoamperometry technique for the development of an electrochemical biosensor. The formation of Nb2O5 film on the surface carbon ceramic material SiO2/C, using the technique of spin-coating was carried out after material for SiO2/C is synthesized using the sol-gel process. Nb2O5 film prepared was characterized using scanning electron microscopic (SEM), energy dispersive spectroscopic (EDS) and ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS). With this material was prepared a disc rigid electrode in order to study the electrooxidation of phenolic isomers, hydroquinone and catechol in the presence of resorcinol using differential pulse voltammetry technique / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Convencionalmente, metais nobres são empregados como metais ativos em catalisadores automotivos, mas o uso de cobre vem sendo estudado pelo fato de promover sítios ativos para adsorção química e redução de NOx. Diante deste contexto, esta dissertação visa testar novas formulações de catalisadores, com foco em seu desempenho na reação de redução do NO pelo CO e sua seletividade a N2. Foram avaliados o método de adição de cobre no preparo e os teores de cobre utilizados na preparação. Os métodos de adição utilizados foram impregnação a seco (IS), reação em estado sólido (RS) e coprecipitação (CO). Os teores de cobre estudados ficaram entre 0,36 e 6,9% (m/m). Além disso, foi estudado o impacto no desempenho do catalisador após envelhecimento térmico a 950C por 12h. Foram empregadas as seguintes técnicas de caracterização textural e físico-química como espectrometria de absorção atômica, fisissorção de N2, difração de raios X, espectroscopia Raman e redução a temperatura programada. Os catalisadores também foram avaliados na reação de redução do NO pelo CO. A análise textural indicou que o método de coprecipitação levou a características texturais diferentes dos outros catalisadores. Análises de DRX mostraram a formação de CuO cristalino para teores iguais ou superiores a 3,3% (m/m) de cobre. As análises de Redução a Temperatura Programada (RTP) indicaram que ocorreu uma forte interação na interface entre o suporte e as espécies de cobre dispersas, acompanhada da diminuição da temperatura de redução do CuO e da redução parcial da céria em temperaturas mais baixas. Os testes catalíticos mostraram um melhor desempenho dos catalisadores (IS) que apresentaram conversões mais elevadas em menores temperaturas. Com relação ao envelhecimento, observou-se uma diminuição significativa da eficiência dos catalisadores. Uma comparação com catalisadores à base de metal nobre mostrou um bom desempenho dos catalisadores à base de cobre, com a vantagem destes apresentarem emissão de N2O restrita a baixas temperaturas / Conventionally, noble metals are used as active metals in automotive catalytic converters, but the use of copper has been studied because copper promote active sites for chemical adsorption and reduction of NOx. Thus, this work aims to test new formulations of automotive catalysts, focusing on their performance in catalytic reduction of NO by CO and its selectivity to N2. The method of copper addition and the copper contents used in the preparation were evaluated. The addition methods used were dry impregnation (IS), solid state reaction (RS) and coprecipitation (CO). The copper contents studied were between 0,36 e 6,9 wt%. In addition, the impact on catalyst performance after thermal aging at 950 C for 12h was also studied. Textural and physico-chemical caracterization techniques were employed, such as atomic absorption spectrometry, N2 physisorption, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and temperature programmed reduction. Catalysts were evaluated in the reduction reaction of NO by CO. The textural analysis indicated that addition of copper by the coprecipitation method led to textural characteristics different from the other catalysts. XRD analysis showed the formation of crystalline CuO for contents equal to or greater than 3,3 wt% of copper. TPR analysis indicated that there was a strong interaction at the interface between the substrate and the copper species dispersed together with the lowering of the temperature reduction of CuO and the partial reduction of ceria at lower temperatures. The catalytic activity results showed a better performance of the (IS) catalysts, which showed higher conversions at lower temperatures. Concerning the aging process, there was a significant decrease in the efficiency of the catalysts. A comparison with catalysts doped with noble metal showed good performance of the catalysts doped with copper, with the advantage of these presenting N2O emission restricted to low temperatures

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5331.pdf: 11740082 bytes, checksum: e8f5288e8c937187089b53d5c0ebd1c9 (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / The combustion of petroleum fuels produces large emissions of NOX, SOX and other strong atmospheric pollutants. The abatement of NOX can be achieved by the nonselective catalytic reduction of NO with CO, for that, supported noble metals have been the most commonly used, with high cost as disadvantage. Transition metal oxides show good activity for this reaction, however, they have poor performance in the presence of SO2, O2 and water steam. Thus, this study aimed to prepare, characterize and evaluate catalysts based on CuO, Fe2O3 and CuO-Fe2O3 supported on TiO2, ZrO2 and their mixtures, in the reduction of NO to N2 with CO in the presence or absence of water steam. XRD data, N2 adsorption and H2-TPR showed that mixed oxides and their catalysts, prepared by sol-gel in-situ, presented specific surface areas between 30 to 60 m2/g, with Cu or Fe species highly distributed, having the last greater interaction with titanium. Rietveld refinement showed preferential formation of zirconium titanate, then showing a close interaction of these species in the mixed supports. All catalysts were highly active in the reduction of NO to N2. At temperatures below 500 °C a CuO catalysts were more active and selective for the formation of N2 than Fe2O3, with the formation of N2O being favored with the increase of zirconium in the support. At 600 °C, the high conversion of NO to N2 on CuO was not influenced by the content of TiO2 in the support. Also at 600 °C, an increasing in the content of titanium in the Fe2O3 catalysts resulted in a significant drop in the conversion of NO to N2. The presence of water steam during the reduction of NO with CO at 600 °C caused a significant decrease in the conversion of NO to N2 and CO to CO2 on the CuO catalyst on the support with higher titanium content. The water steam completely eliminates the activity for the reduction of NO to N2 on Fe2O3 catalysts, but keeping a high conversion of CO to CO2. The CuO and CuO-Fe2O3 catalysts on zirconium-rich supports showed high potential for the abatement of NOX in the presence of water steam at temperatures above 500 ºC. / A combustão de derivados do petróleo gera grandes emissões de NOX, SOX e outros fortes poluentes da atmosfera. O abatimento de NOX pode ser realizado por meio da redução catalítica não seletiva com CO, onde os metais nobres suportados têm sido os mais empregados, com a desvantagem de seu elevado custo. Óxidos de metais de transição apresentam boa atividade nessa reação, no entanto, têm baixo desempenho na presença de SO2, O2 e vapor de água. Assim, este trabalho teve como objetivo preparar, caracterizar e avaliar catalisadores a base de CuO, Fe2O3 e CuO-Fe2O3 suportados em TiO2, ZrO2 ou suas misturas, na redução de NO a N2 com CO na presença ou ausência de vapor de água. Dados de DRX, adsorção de N2 e RTP-H2 mostraram que os suportes mistos e seus catalisadores, que foram preparados via síntese sol-gel in-situ, apresentaram áreas superficiais específicas entre 30 e 60 m2/g, com as espécies de Cu ou Fe altamente distribuídas, tendo essas últimas maior interação com a titânia. Refinamento de Rietveld mostrou formação preferencial de titanato de zircônia, evidenciando a estreita interação dessas espécies nos suportes mistos. Todos os catalisadores foram altamente ativos na redução de NO a N2. Em temperaturas inferiores 500 ºC os catalisadores de CuO foram mais ativos e seletivos à formação de N2 que o Fe2O3, com a formação de N2O sendo favorecida com o aumento de zircônia no suporte. A 600 ºC, a alta conversão de NO a N2 sobre CuO não foi influenciada pelo conteúdo de TiO2 no suporte. Nessa temperatura, o aumento do teor de titânia provocou nos catalisadores de Fe2O3 uma queda significativa na conversão de NO a N2. A presença de vapor de água durante a redução de NO com CO a 600 ºC provocou sobre CuO queda significativa da conversão de NO a N2 e de CO a CO2 sobre o suporte com maior conteúdo de titânia. Nos catalisadores de Fe2O3 puro, o vapor de água anulou completamente a atividade para a redução de NO a N2, mas manteve-se a conversão de CO a CO2. Os catalisadores de CuO e CuO-Fe2O3 sobre suporte contendo alto teor de zircônia apresentaram alto potencial para o abatimento de NOx na presença de vapor de água em temperaturas superiores a 500 ºC.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2075.pdf: 4577723 bytes, checksum: 80abdc876165c000f61328875ff2a061 (MD5) Previous issue date: 2008-10-20 / Financiadora de Estudos e Projetos / Mixed oxides with perovskite structure have high potential as catalysts in gas depollution processes and particularly in the abatement of nitrogen oxides (NOx). Such solids could be considered as a promising alternative for the replacement of noble metals based catalysts, whose use is predominant. Great flexibility of composition, easy synthesis, low cost and high thermal stability justify the special interest in these materials. However, the low specific surface areas (<10 m2/g) of these solids, when prepared by conventional methods, limit your use in catalytic processes. Some efforts have been made in order to overcome that disadvantage. Nevertheless, the preparation of high surface area ternary or multinary oxides is not easy once their synthesis is associated with solid state reactions carried out at high temperatures. Considering the discussed context, perovskites were obtained in this work by means of a conventional method or via sequencial nanocasting. In the first case, perovskites with LaFe1-xCoxO3 (x = 0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 and 1) nominal compositions were prepared using the citrate method and nitrate salts as inorganic precursors. In the second case, LaFeO3 and LaFe0.6Co0.4O3 perovskites were obtained by nanocasting using Fluka 05120 activated carbon, Black Pearls 2000 black carbon (Cabot Corporation), and porous carbons nanocasted in Aerosil 200 pyrogenic silica and sílica-SBA-15 mesoporous molecular sieve. X-ray diffraction (XRD), N2 sorption measurements, X-ray fluorescence (XRF), hydrogen temperature programmed reduction (H2-TPR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetry (TG) were used to characterize the studied solids. The catalytic activity of the prepared perovskites was evaluated in the reduction of NO to N2 with CO and in the oxidation of the latter compound to CO2. According to the obtained results, it was evident that in comparison with the conventional route, the nanocasting technique using carbons as hard template was efficient to obtain the pure perovskite phase with specific surface areas substantially higher (25 a 49 m2/g). The prepared perovskites were highly active and selective in the reduction of NO to N2 with CO, as well as in the oxidation of the latter compound to CO2. The most active samples were those whose B sites contain up to about 30 % Co. However, the activity of these catalysts decreases strongly with the presence of O2 or water steam. The La-Fe nanocasted binary perovskites showed, in the studied reactions, remarkable higher catalytic activity than the perovskite with the same composition prepared using the conventional method. The higher activity of these materials was related with the increase of their specific surface area. The nanocasted ternary perovskites with LaFe0.6Co0.4O3 composition, despite of the significant increase in their specific surface area, did not show a considerable increase in their activity. This result is in agreement with the behaviour of La-Fe-Co ternary perovskites, in which Co occupies a proportion of B sites greater than 30 %. / Óxidos mistos com estrutura perovskita apresentam alto potencial como catalisadores em processos de despoluição de gases e particularmente no abatimento de óxidos de nitrogênio (NOx). Tais sólidos são uma alternativa promissora para substituição de catalisadores à base de metais nobres, cujo uso é predominante. Vantagens como grande flexibilidade de composição, fácil síntese, baixo custo e elevada estabilidade térmica justificam o especial interesse por esses materiais. Contudo, as baixas áreas superficiais específicas desses sólidos (< 10 m2/g), quando sintetizados por métodos convencionais, limitam o seu uso em processos catalíticos. Algumas tentativas têm sido feitas no sentido de contornar essa desvantagem. No entanto, a obtenção de óxidos ternários ou multinários de alta área superficial específica é especialmente difícil, uma vez que sua síntese está associada a reações no estado sólido realizadas em temperaturas elevadas. Considerando o contexto discutido, neste trabalho foram obtidas perovskitas através de método convencional ou via nanomoldagem seqüencial. No primeiro caso, perovskitas com composição nominal LaFe1-xCoxO3 (x = 0; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 e 1) foram preparadas utilizando o método do citrato e sais de nitratos como precursores inorgânicos. No segundo caso, perovskitas LaFeO3 e LaFe0,6Co0,4O3 foram obtidas por nanomoldagem utilizando carbono ativado Fluka 05120, negro de fumo Black Pearls 2000 (Cabot Corporation), e carbonos porosos nanomoldados em sílica pirogênica Aerosil 200 e peneira molecular mesoporosa sílica-SBA-15. Difração de raios X (DRX), medidas de adsorção/dessorção de N2, fluorescência de raios X (FRX), redução com hidrogênio a temperatura programada (RTP-H2), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (IV) e termogravimetria (TG) foram utilizadas para caracterizar os sólidos estudados. A atividade catalítica das perovskitas preparadas foi avaliada na redução de NO a N2 com CO e na oxidação desse último composto a CO2. De acordo com os resultados obtidos, ficou evidente que em comparação com a rota convencional, a técnica de nanomoldagem utilizando moldes de carbono foi eficiente na obtenção da fase perovskita pura com área superficial específica substancialmente maior (25 a 49 m2/g). As perovskitas preparadas foram altamente ativas e seletivas na redução de NO a N2 com CO, bem como na oxidação desse último composto a CO2, sendo mais ativas aquelas cujos sítios B contêm até cerca de 30 % de Co. A presença de O2 ou vapor de água, entretanto, reduz fortemente a atividade desses catalisadores. As perovskitas binárias La-Fe nanomoldadas apresentaram, nas reações estudadas, atividade catalítica consideravelmente superior a da perovskita com a mesma composição preparada pelo método convencional. A maior atividade desses materiais foi relacionada com o aumento da sua área superficial específica. As perovskitas nanomoldadas ternárias com composição LaFe0,6Co0,4O3, apesar do significativo aumento na sua área superficial específica, não apresentaram um aumento considerável na atividade, fato esse condizente com o comportamento de perovskitas ternárias La-Fe-Co, nas quais o Co ocupa uma proporção de sítios B superior a 30 %.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Convencionalmente, metais nobres são empregados como metais ativos em catalisadores automotivos, mas o uso de cobre vem sendo estudado pelo fato de promover sítios ativos para adsorção química e redução de NOx. Diante deste contexto, esta dissertação visa testar novas formulações de catalisadores, com foco em seu desempenho na reação de redução do NO pelo CO e sua seletividade a N2. Foram avaliados o método de adição de cobre no preparo e os teores de cobre utilizados na preparação. Os métodos de adição utilizados foram impregnação a seco (IS), reação em estado sólido (RS) e coprecipitação (CO). Os teores de cobre estudados ficaram entre 0,36 e 6,9% (m/m). Além disso, foi estudado o impacto no desempenho do catalisador após envelhecimento térmico a 950C por 12h. Foram empregadas as seguintes técnicas de caracterização textural e físico-química como espectrometria de absorção atômica, fisissorção de N2, difração de raios X, espectroscopia Raman e redução a temperatura programada. Os catalisadores também foram avaliados na reação de redução do NO pelo CO. A análise textural indicou que o método de coprecipitação levou a características texturais diferentes dos outros catalisadores. Análises de DRX mostraram a formação de CuO cristalino para teores iguais ou superiores a 3,3% (m/m) de cobre. As análises de Redução a Temperatura Programada (RTP) indicaram que ocorreu uma forte interação na interface entre o suporte e as espécies de cobre dispersas, acompanhada da diminuição da temperatura de redução do CuO e da redução parcial da céria em temperaturas mais baixas. Os testes catalíticos mostraram um melhor desempenho dos catalisadores (IS) que apresentaram conversões mais elevadas em menores temperaturas. Com relação ao envelhecimento, observou-se uma diminuição significativa da eficiência dos catalisadores. Uma comparação com catalisadores à base de metal nobre mostrou um bom desempenho dos catalisadores à base de cobre, com a vantagem destes apresentarem emissão de N2O restrita a baixas temperaturas / Conventionally, noble metals are used as active metals in automotive catalytic converters, but the use of copper has been studied because copper promote active sites for chemical adsorption and reduction of NOx. Thus, this work aims to test new formulations of automotive catalysts, focusing on their performance in catalytic reduction of NO by CO and its selectivity to N2. The method of copper addition and the copper contents used in the preparation were evaluated. The addition methods used were dry impregnation (IS), solid state reaction (RS) and coprecipitation (CO). The copper contents studied were between 0,36 e 6,9 wt%. In addition, the impact on catalyst performance after thermal aging at 950 C for 12h was also studied. Textural and physico-chemical caracterization techniques were employed, such as atomic absorption spectrometry, N2 physisorption, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and temperature programmed reduction. Catalysts were evaluated in the reduction reaction of NO by CO. The textural analysis indicated that addition of copper by the coprecipitation method led to textural characteristics different from the other catalysts. XRD analysis showed the formation of crystalline CuO for contents equal to or greater than 3,3 wt% of copper. TPR analysis indicated that there was a strong interaction at the interface between the substrate and the copper species dispersed together with the lowering of the temperature reduction of CuO and the partial reduction of ceria at lower temperatures. The catalytic activity results showed a better performance of the (IS) catalysts, which showed higher conversions at lower temperatures. Concerning the aging process, there was a significant decrease in the efficiency of the catalysts. A comparison with catalysts doped with noble metal showed good performance of the catalysts doped with copper, with the advantage of these presenting N2O emission restricted to low temperatures

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-21T11:52:53Z No. of bitstreams: 1 carlagrijofonseca.pdf: 2158196 bytes, checksum: 37ce85a4e86118ec5feb00909a92bb90 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-09T13:13:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carlagrijofonseca.pdf: 2158196 bytes, checksum: 37ce85a4e86118ec5feb00909a92bb90 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carlagrijofonseca.pdf: 2158196 bytes, checksum: 37ce85a4e86118ec5feb00909a92bb90 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Compostos tipo hidrotalcita têm sido amplamente utilizados em catálise heterogênea, como catalisadores, suporte para catalisadores ou como precursor de catalisadores. A principal razão para isso é a capacidade desses materiais para gerar, por decomposição térmica, óxidos mistos de composição Mg1-x Alx □x/2 O(1+x/2) , com área superficial elevada (>200 m2 g-1). Embora se reconheça a importância desse óxido, a estrutura destes materiais não é bem conhecida. Eles são obtidos na forma de pó e em geral apresentam baixa cristalinidade, o que dificulta a análise via difração de raios X por policristais. Dados de RMN de 27Al e EXAFS mostraram que alguns cátions de Al migram de sítios octaédricos para sítios tetraédricos durante o processo de decomposição térmica. Com isso, algumas propostas de estrutura têm sido sugeridas por alguns autores: a princípio estruturas com cátions em sítios octaédricos somente, e a partir dos resultados de RMN, estruturas com átomos de Al localizados em sítios octaédricos e tetraédricos. Como não há informações conclusivas sobre a estrutura, a utilização de cálculos teóricos para propor modelos estruturais que podem descrever este composto, se torna uma abordagem promissora. Este trabalho tem por objetivo a utilização de um algoritmo genético (AG), de modo a obter modelos estruturais com diferentes composições que possam simular as características estruturais do Mg(Al)O. Nestes modelos, somente sítios octaédricos foram ocupados por cátions e vacâncias e a estabilidade relativa entre as diferentes propostas foi avaliada pela energia total, que foi inicialmente calculada com o GULP, por meio de potenciais interatômicos, e em uma segunda etapa por cálculos ab initio baseados na Teoria do Funcional da Densidade. AG's são robustos, genéricos e facilmente adaptáveis. Basicamente, o que um AG faz é criar uma população de possíveis respostas para o problema a ser tratado para depois submetê-la ao processo de evolução em busca das melhores soluções. O AG foi previamente testado e mostra resultados satisfatórios, pois converge em 100% dos casos para a estrutura teste previamente conhecida, sendo possível a sua utilização em problemas onde a estrutura não é completamente resolvida, como é o caso do Mg(Al)O. Este estudo também demonstrou a vantagem do uso de potenciais interatômicos, devido ao grande número de candidatos produzidos pelo AG. As características das estruturas mais estáveis do óxido misto Mg(Al)O foram confrontadas com propriedades disponíveis na literatura, tais como, DRX por policristais, parâmetros geométricos e dados termodinâmicos. Os resultados sugerem que os modelos investigados são a princípio representativos da estrutura do óxido misto obtido por algumas rotas da calcinação da hidrotalcita. / Hydrotalcite-type compounds have been widely used in heterogeneous catalysis, as catalysts as supports for catalysts or as catalyst precursor. The main reason for this is the ability of these materials to generate, by thermal decomposition, mixed oxides of composition Mg1-x Alx □x/2 O(1+x/2) , with a relatively high surface area (> 200 m2 g-1). In spite of the importance of the mixed oxides being recognized, the structure of these materials is not wellknown. They are obtained in powder form and usually have low crystallinity degree, making it difficult to analyze in detail the structure of the mixed oxide by X-ray diffraction . 27Al MAS-NMR and EXAFS data showed that some Al cations migrate from octahedral to tetrahedral sites during thermal decomposition. Thus, some models have been suggested by some authors: first, structures with cations in octahedral sites only, and due to the results of NMR, structures with Al atoms located in tetrahedral and octahedral sites. Since there is no conclusive information about the structure, the use of theoretical calculations to propose structural models which can describe the structure, can be a promising approach. This work aims to the use of a genetic algorithm (GA), in order to obtain structural models with different compositions that can simulate the structural characteristics of the Mg(Al)O. In these models only octahedral sites were occupied by cations and vacancies. The relative stability between the various proposals was evaluated by the total energy, that was first calculated with the GULP program, through interatomic potential, and in a second step by ab initio calculations based on Density Functional Theory. GA's are robust, generic and easily adaptable. Basically, what makes a GA is create a population of possible answers to the problem being treated and then submit it to the process of evolution in search of the best solutions. GA was previously tested and showed satisfactory results because converges in 100% of cases for the test structure previously described, being possible its use in problems where the structure is not completely solved, as is the case of the Mg(Al)O oxide. This study also demonstrated the advantage of using interatomic potential due to the large number of candidates produced by the GA. The characteristics of the more stable Mg(Al)O mixed oxide structures were compared with the properties available in the literature, such as XRD, geometrical parameters and thermodynamic data, The results suggest that the models investigated are representative of the mixeds oxides structure obtained by some routes of the thermal decomposition of the MgAl hydrotalcite.