Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-08-18T17:45:44Z No. of bitstreams: 1 2010 - Isabel Matos de Fraga.pdf: 5201934 bytes, checksum: 6bbaeba09901aea4cbaa9f69dbb0402e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T17:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Isabel Matos de Fraga.pdf: 5201934 bytes, checksum: 6bbaeba09901aea4cbaa9f69dbb0402e (MD5) Previous issue date: 2010-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil. / The researches on recycling of industrial wastes has been stepped up around the world to enhance the quality of the recycled product and provide greater efficiency of the productive system. The recycling of plastic materials has also grown in recent years, with Brazil improving its market position. In this way, this work aimed the development of composite materials using as a matrix, the low density polyethylene recycled (PEBDrec), chemical treated with oxidizing agents and, as fillers, E-cat and waste of scale. The PEBDrec was treated with oxidizing agent in order to cause modifications over its chemical structure and to improve compatibility with the residues of scale and E-cat. Were produced composites of PEBDrec treated with hydrogen peroxide (H2O2) and scale; PEBDrec treated with hydrogen peroxide and E-cat; PEBDrec treated with potassium permanganate (KmnO4) and scale and PEBDrec treated with potassium permanganate and E-cat. Were also obtained composites of PEBDrec untreated and mixed with scale or E-cat, to evaluate the action of the oxidizing agent in the compatibility between fillers that were used and the polymer matrix. The results obtained by the analysis of FTIR, XDR, TGA, SEM and mechanicals tests presented that the composites of PEBDrec treated with oxidizing agents showed a good interaction between the dispersed phase and the polymer matrix in comparison to composites PEBDrec without chemical treatment, and this compatibility was better for the lowest proportions. But this good interaction resulted in a decrease of thermal stability of composites in relation to the polymer matrix. It was also observed that the oxidizing agent KMnO4 was more effective in increasing the compatibility between the polymer and the E-cat, while the oxidizing agent H2O2 acted more strongly on increasing the compatibility between the polymer and scale. The composites of PEBDrec untreated, compared to the composites of PEBDrec treated with H2O2 and treated with KMnO4 , had a lower water absorption, indicating that chemical treatment was effective to modify the structure of the polymer, inducing the surface to a greater polarity, giving the chemical treated composites of PEBDrec a higher affinity to water. However a material more mechanical resistant was obtained just with the untreated polymer. The incorporation of the charges in the polymer matrix did not change the density of the material composites, indicating that despite of these materials be crystalline, they present low density, being possible to be used in civil construction. / As pesquisas sobre a reciclagem de res?duos industriais v?m sendo intensificadas em todo o mundo a fim de aumentar a qualidade do produto reciclado e propiciar maior efici?ncia do sistema produtivo. O reaproveitamento de materiais pl?sticos tamb?m tem crescido nos ?ltimos anos, com o Brasil melhorando seu posicionamento no mercado. Nesse sentido, essa disserta??o objetivou o desenvolvimento de materiais comp?sitos utilizando como matriz, o polietileno de baixa densidade reciclado (PEBDrec), tratado quimicamente com agentes oxidantes e como cargas, res?duos de Carepa e E-cat. O PEBDrec foi submetido a tratamento com agentes oxidantes com o objetivo de causar modifica??es na sua estrutura qu?mica e, propiciar uma melhoria na compatibilidade com os res?duos de carepa e E-cat. Foram produzidos comp?sitos de PEBDrec tratado com per?xido de hidrog?nio (H2O2) e carepa; PEBDrec tratado com per?xido de hidrog?nio e E-cat; PEBDrec tratado com permanganato de pot?ssio (KMnO4) e carepa e PEBDrec tratado com permanganato de pot?ssio e E-cat. Tamb?m foram obtidos comp?sitos de PEBDrec n?o tratado misturado a carepa ou E-cat, para avaliar a a??o do agente oxidante na compatibilidade entre a matriz polim?rica e as cargas utilizadas. Os resultados obtidos pelas an?lises de FTIR, DRX, TGA, MEV e ensaios mec?nicos mostraram que os comp?sitos de PEBDrec tratado com os agentes oxidantes apresentaram uma boa intera??o entre a fase dispersa e a matriz polim?rica em compara??o aos comp?sitos de PEBDrec sem o tratamento qu?mico, e essa compatibilidade foi melhor para as menores propor??es. Por?m, essa boa intera??o acarretou em uma diminui??o da estabilidade t?rmica dos comp?sitos, em rela??o a matriz polim?rica. Tamb?m foi poss?vel observar que o agente oxidante KMnO4 foi mais eficaz no aumento da compatibilidade entre o pol?mero e o E-cat, enquanto que o agente oxidante H2O2 atuou mais fortemente no aumento da compatibilidade entre o pol?mero e a carepa. Os comp?sitos de PEBDrec n?o tratado, em compara??o aos comp?sitos de PEBDrec tratados com H2O2 e tratados com KMnO4, apresentaram uma menor absor??o de ?gua, indicando que o tratamento qu?mico foi eficaz para modificar a estrutura do pol?mero deixando sua superf?cie com maior polaridade e conferindo aos comp?sitos de PEBDrec tratado quimicamente uma maior afinidade pela ?gua. Por?m um material mais resistente mecanicamente s? foi obtido com o pol?mero n?o tratado. A incorpora??o das cargas na matriz polim?rica praticamente n?o alterou a densidade desses materiais comp?sitos, indicando que apesar de eles serem materiais cristalinos, eles apresentam baixa densidade, sendo poss?vel suas aplica??es no ramo da constru??o civil.

[EN] This doctoral thesis shows the study carried out on Mo/zeolite catalysts in the dehydroaromatization reaction of methane (MDA) with the intention to contribute to this technical approximation regarding the valorisation of said reactant. As it is observed from the information contributed in the introductory chapter, methane (main component in natural gas deposits, but also present in those of oil and coal) may be considered, in a near future, as an alternative source to oil in obtaining primary hydrocarbons for the petrochemical industry. Taking into account the state-of-art previous to the start this thesis, it was proposed to develop a series of studies adressed to surpass and improve some of the difficulties referenced in the consulted literature. In this sense, the work was oriented to mitigate the processes involved in the accumulation of coke on the zeolitic acid sites and, this way, reduce the high deactivation rates registered on the catalysts usually employed in this reaction. In brief, the control of the density of zeolitic acid sites (mainly, the excess of Brønsted ones) was designed from distinct approaches: the reduction/elimination of this possible excess by dealumination methods (chapter 5), their reduction by means of selective exchange of the zeolite with mono- and divalent cations (chapter 6) and their reduction by means of the use of a ZSM- 5 mesoporous sample (chapter 7). In view of the results obtained in chapter 7, it was considered relevant to analyse the effect that zeolites with large cavities or intersections could have in the tendency to accumulate coke, the obtained data being supported by molecular dynamic modelling (chapter 8). Finally, this thesis incorporates some general conclusions regarding the shown work and, also, the future of the MDA process. / [ES] En esta tesis doctoral se presenta el estudio llevado a cabo sobre catalizadores Mo/zeolita en la reacción de deshidroaromatización de metano (MDA) con la intención de contribuir a esta aproximación técnica hacia la valorización de dicho reactante. Como se observa de la información aportada en el capítulo de introducción, el metano (componente principal de los yacimientos de gas natural, pero también presente en aquellos de petróleo y carbón) se postula, en un futuro próximo, como fuente alternativa al petróleo en la obtención de hidrocarburos primarios para la industria petroquímica. Teniendo en cuenta el estado del arte previo al inicio de esta tesis, se planteó el desarrollo de un conjunto de estudios dirigidos a superar y mejorar algunas de las dificultades a las que la literatura hacía referencia. En este sentido, se orientó el trabajo a paliar los procesos causantes de la acumulación de coque sobre los centros ácidos zeolíticos y, así, poder reducir las elevadas tasas de desactivación registradas sobre los catalizadores habitualmente empleados en esta reacción. Brevemente, se diseñó el control de la densidad de centros ácidos zeolíticos (concretamente, el exceso de aquellos de tipo Brønsted) desde distintos enfoques: la reducción/eliminación de un posible exceso por métodos de desaluminización (capítulo 5), su reducción mediante intercambio selectivo de la zeolita con cationes mono y divalentes (capítulo 6) y su reducción mediante el uso de una zeolita ZSM-5 con mesoporos (capítulo 7). Por último, en vista de los resultados obtenidos en el capítulo 7, se consideró relevante analizar el efecto que zeolitas con cavidades o intersecciones de grandes dimensiones podrían tener en la tendencia a acumular coque, apoyando los datos obtenidos a este respecto con estudios de modelización molecular (capítulo 8). Finalmente, esta tesis incorpora unas conclusiones generales referidas al propio trabajo presentado y, también, orientadas al futuro del proceso de MDA. / [CAT] En aquesta tesi doctoral es presenta l'estudi dut a terme sobre catalitzadors Mo/zeolita en la reacció de deshidroaromatització de metà (MDA) amb la intenció de contribuir a aquesta aproximació tècnica cap a la valorització d'aquest reactant. Com s'observa de la informació aportada en el capítol d'introducció, el metà (component principal dels jaciments de gas natural, però també present en aquells de petroli i carbó) es postula, en un futur pròxim, com font alternativa al petroli en l'obtenció d'hidrocarburs primaris per a la indústria petroquímica. Tenint en compte l'estat de l'art previ a l'inici d'aquesta tesi, es va plantejar el desenvolupament d'un conjunt d'estudis dirigits a superar i millorar algunes de les dificultats a les quals la literatura feia referència. En aquest sentit, es va orientar el treball a pal·liar els processos causants de l'acumulació de coc sobre el centres ácids zeolítics i, així, poder reduir les elevades taxes de desactivació registrades sobre els catalitzadors habitualmente emprats en aquesta reacció. Breument, es va dissenyar el control de la densitat de centres àcids zeolítics (concretament, l'excés d'aquells de tipus Brønsted) des de distints enfocaments: la reducció/eliminació d'aquest possible excés per métodes de desaluminització (capítol 5), la seua reducció mitjançant intercanvi selectiu de la zeolita amb cations mono- i divalents (capítol 6) i la seua reducció mitjançant l'ús d'una zeolita ZSM-5 amb mesoporus (capítol 7). A partir dels resultats obtinguts en el capítol 7, es va considerar rellevant analitzar l'efecte que zeolites amb cavitats o interseccions de grans dimensions podrien tenir en la tendència a acumular coc, recolzant les dades obtingudes a este respecte amb estudis de modelització molecular (capítol 8). Finalment, aquesta tesi incorpora unes conclusions generals referides al propi treball presentat i, també, orientades al futur del procés de MDA. / Peris Chanzá, EJ. (2015). Estudio de catalizadores microporosos Mo/zeolita en la reacción de deshidroaromatización de metano [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59441 / TESIS