Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2017-08-07T18:35:09Z No. of bitstreams: 1 TESE-CARINE_TONDO_ALVES.pdf: 4198906 bytes, checksum: e7a6045dd5e751079523ef43e8a9eb69 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-08-09T15:32:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE-CARINE_TONDO_ALVES.pdf: 4198906 bytes, checksum: e7a6045dd5e751079523ef43e8a9eb69 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T15:32:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE-CARINE_TONDO_ALVES.pdf: 4198906 bytes, checksum: e7a6045dd5e751079523ef43e8a9eb69 (MD5) / Neste estudo, o aluminato de zinco foi sintetizado através da reação de combustão e caracterizado de acordo com suas propriedades físicas e texturais. O catalisador foi utilizado na reação de transesterificação em condições subcríticas e supercríticas, via rotas metílica e etílica a partir de óleos e gorduras residuais (OGR). As condições experimentais utilizadas foram previamente estudadas através do acervo bibliográfico e fixadas em 2 horas de reação, razão molar de álcool:óleo 40:1, agitação mecânica de 700 rpm, razão de catalisador em peso com relação à quantidade inicial de óleo entre 1 e 10 % e temperatura de reação entre 60 e 200 ºC. O estudo da reação de transesterificação indicou resultados promissores para as duas metodologias utilizadas. Os resultados obtidos indicaram que o rendimento em ésteres aumentou significativamente em temperaturas amênas quando a razão de catalisador:óleo foi acrescida de 1 % para 5,5 % e 10 % de catalisador em relação à quantidade inicial de óleo para as duas metodologias avaliadas. Estes dados foram justificados pela possibilidade de formação de mais do que uma fase entre o óleo e o álcool em baixas temperaturas. Contudo, a influência desta razão decresceu à medida que se aumentou a temperatura de reação até 200 °C, sendo obtidos rendimentos em ésteres > 98 % em 30 minutos de reação em condições severas utilizando-se 1 % de catalisador e dióxido de carbono em estado supercrítico. / In this study, the zinc aluminate was synthesized by the combustion reaction and characterized according to their physical and textural properties. The catalyst was used in the transesterification reaction in supercritical and subcritical conditions, via methylic and ethylic routes from waste frying oils (WFO). The experimental conditions used were previously studied and fixed in 2 hours of reaction time, 40:1 of alcohol:oil molar ratio, 700 rpm of mechanical stirring, 1, 5.5 % and 10 % by weight of catalyst ratio and 60 to 200 º C of reaction temperature. The study of the transesterification reaction indicated promising results for both methodologies. The results indicated that the yield of esters at moderate temperatures significantly increased when the ratio of catalyst:oil was increased from 1 % to 5.5 % and 10 % of catalyst relative to the initial quantity of oil to the two methodologies evaluated. These data were substantiated by the possibility of forming more than one phase between the oil and the alcohol at low temperatures. However, the influence of this ratio is decreased as the reaction temperature increased to 200 ° C, were obtained > 98% of esters yields in 30 minutes of reaction under stringent conditions using 1 % catalyst and supercritical carbon dioxide.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A água é um bem essencial a todos os seres vivos. Porém, o homem não tem dado o valor e atenção necessários para a preservação dessa riqueza. Por mais que o ser humano não faça a água desaparecer do planeta, ele tem contribuído e muito para o decréscimo de sua qualidade. Dentre as várias atividades antropogênicas, que tem contribuído para a poluição das águas, destaca-se a atividade industrial. A indústria têxtil, por exemplo, libera enormes volumes de dejetos, destacando-se os corantes, além deles prejudicarem a ocorrência de fotossíntese, apresentam elevada toxicidade ao meio marinho. Com isso, este trabalho visa estudar a degradação do corante Alaranjado de Metila via catálise heterogênea. Neste estudo, foram realizadas a preparação e a caracterização de partículas metálicas estabilizadas em sílica, sendo essas partículas com diferentes teores de ferro (50 %wt, 25 %wt e 5 %wt) aderido ao suporte. Após o preparo dos catalisadores realizou-se o estudo de sua eficiência frente a diferentes parâmetros como: quantidade de catalisador, temperatura e pH. Por meio dos testes realizados foi possível observar que a quantidade do catalisador influência a reação de redução do corante Alaranjado de Metila. Porém, quando se atinge o ponto de saturação, mesmo que se adicione mais catalisador não é possível aumentar a degradação. Através da variação da temperatura, observou-se que quanto maior a temperatura maior a degradação do corante. Isso pode ser explicado devido o aumento do número de colisões entre os sítios ativos do catalisador e as moléculas do corante. E por meio da variação de pH, concluiu-se que pHs ácidos permitem que a reação de redução do corante ocorra mais rápido e pHs elevados tornam a reação de degradação do corante mais lenta, porém ainda assim ocorrem de forma satisfatória. O catalisador pôde ser reutilizado por até 3 vezes, sem nenhum tratamento prévio. Os catalisadores a 50 %wt, assim como, a 25 %wt foram capazes de degradar o corante de forma eficiente, porém o catalisador a 5 %wt não se mostrou ser eficaz. Foram realizados testes sob radiação microondas e a reação de redução ocorreu de forma muito eficaz, apresentando 100% de degradação em apenas 2 minutos. Além disso, realizou-se o estudo cinético, onde segundo dados experimentais, as reações foram classificadas como sendo de primeira ordem / Water is essential to all living beings. However, man has not given the necessary value and attention to preserve this wealth. Although humans do not make the water disappear from the planet, he has contributed much to the decline of its quality. Among various anthropogenic activities that, has contributed to water pollution, the industrial activity is one of the most prejudicials. The textile industry, for example, releases huge volumes of waste mainly dyes, which compromises the occurrence of photosynthesis and have high toxicity to the marine environment. Thus, this work aims to study the degradation of Methyl Orange via heterogeneous catalysis. In this study, preparation and characterization of metal particles stabilized silica were made, and these particles with different iron levels (50 %wt, 25 %wt and 5 %wt) attached to the support. The effect of various parameters such as initial pH, temperature and amount of catalyst on decolourization process were studied. Through testing it was observed that the amount of the catalyst influences the reduction reaction of the dye Methyl Orange. But when it reaches the saturation point, even if you add more catalyst is not possible to increase the degradation. By varying the temperature, it was observed that the higher the temperature the greater the degradation of the dye. This can be explained by the increased number of collisions between the active sites of the catalyst and the dye molecules. And by varying pH, it was found that acidic pHs allow the reduction reaction of the dye occurs faster and higher pHs make the degradation reaction of the dye slower , but still occur satisfactorily. The catalyst can be reused up to 3 times, without any prior treatment. Catalysts 50 %wt, and 25 %wt were able to degrade efficiently the dye, but the catalyst 5 %wt not proved to be effective. Tests under microwave radiation were performed and the reduction reaction occurred very effectively, with 100% degradation in just 2 minutes. Furthermore, we carried out the kinetic study, where according to experimental data, the reactions were classified as being of first order

Submitted by ADONIS COELHO null (adonis.don@hotmail.com) on 2016-04-05T19:14:23Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL - Adônis Coelho.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-07T12:23:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coelho_a_me_sjrp.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T12:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coelho_a_me_sjrp.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A produção e o consumo de biodiesel no Brasil e no mundo vem aumentando a cada ano em decorrência da busca por combustíveis menos poluentes e processos de produção mais baratos. Este biocombustível é produzido pela esterificação ou transesterificação de óleos ou gorduras com álcoois de cadeia curta. A catálise homogênea alcalina é a mais empregada na transesterificação gerando grandes quantidades de resíduos ao final do processo, já os catalisadores heterogêneos, menos usados em razão do custo e eficiência, são facilmente separados do produto final e ainda melhoram a qualidade do glicerol residual. O uso do etanol na produção do biodiesel fortalece a agroindústria brasileira, porém possui como principal desvantagem a sua higroscopicidade, o que pode favorecer a reação de saponificação afetando a qualidade do biodiesel e dificultando seu processo de produção. Neste trabalho, hidróxidos duplos lamelares tipo hidrotalcitas e piroauritas com substituição parcial de Mg e Al por Ba, Cu, Zn e Fe foram estudados como precursores de óxidos metálicos com atividade catalítica transesterificante na produção de biodiesel etílico de óleo de soja e caracterizados por TGA, DSC, FTIR-ATR, BET, XRD e SEM. Cromatografia em fase gasosa (GC-FID) foi empregada na quantificação dos produtos. Foram testadas 40 variações dos catalisadores, sendo 20 em cada temperatura de calcinação (450 e 600ºC). Dentre os materiais estudados, aqueles contendo Ba houve formação de fase secundária e os materiais com zinco e cobre obtiveram alta cristalinidade, maior perda de massa quando calcinados e altas áreas superficiais. Nos testes catalíticos em recipientes fechados com pressão autogerada a 120ºC por 12 horas utilizando razão 1:20 (massa óleo/massa etanol) e com 20% (massa catalisador/massa óleo). Os materiais de referência (hidrotalcita e piroaurita sem modificações calcinadas a 450ºC) proporcionaram conversões em biodiesel de 42 e 26%, respectivamente. Em geral, os materiais tipo piroaurita obtiveram rendimentos menores que os materiais tipo hidrotalcita, com destaque para o material com substituição de 10% de magnésio por zinco e 10% de alumínio por ferro calcinado a 450ºC que atingiu 61% de conversão em biodiesel nas condições testadas, e o pior resultado foi conseguido com o material tipo piroaurita preparado com 10% de cobre em substituição ao magnésio calcinado a 450ºC, que atingiu 15% de conversão. / Both the production and consumption of biodiesel have constantly increased worldwide and in Brazil due to a search for fuels which pollute less and production processes which cost less as well. Such biofuel is produced by means of esterification and transesterification of oils or fat with short-chain alcohols. Alkaline homogeneous catalysis is still widely used in transesterification, even though it generates a massive amount of residues at the end of the process; however, heterogeneous catalysts are not employed so frequently because they are more costly and less efficient. Nevertheless, they can be easily separated from the final product and improve the quality of residual glycerol. Although the use of ethanol in the production of biodiesel strengthens the Brazilian agro-industry, it poses a disadvantage: its hygroscopicity, which can generate a saponification reaction and, thus, affect the quality of the biodiesel and make its production process more difficult. In this study, we analyzed lamellar double hydroxides from hydrotalcite and pyroaurite types, with a partial substitution of Mg and Al for Ba, Cu, Zn, and Fe. We studied as metal oxide precursors with a transesterification catalytic activity on production of ethyl biodiesel from soybean oil and characterized them through TGA, DSC, FTIR-ATR, BET, XRD, and SEM. Gas chromatography (GC-FID) was used for products quantification. We conducted tests with 40 variations of catalysts, 20 for each calcination temperature (450 and 600ºC). Among the studied materials, those with Ba presented a secondary phase formation and materials with zinc and copper showed high crystallinity, high mass loss when calcined and high surface areas. In closed containers with auto-generated pressure at 120ºC for 12h using the ratio 1:20 (oil mass/ ethanol mass) and 20% (catalyst mass/ oil mass), the reference materials (hydrotalcite and pyroaurite, without modifications, calcined at 450ºC) yielded biodiesel conversions between 42 and 26%, respectively. Among all materials, pyroaurite obtained smaller yields compared to those from hydrotalcite materials, especially the material with a 10% substitution of magnesium for zinc and 10% of aluminum for iron calcined at 450ºC, which reached 61% conversion into biodiesel on tested conditions. Pyroaurite material prepared with 10% copper substituting calcined magnesium at 450ºC and reaching 15% conversion showed the worst result. / CNPq: 380625/2014-8

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4694.pdf: 2585847 bytes, checksum: 909899004a76bfc5995722cbbb15b2e1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work platinum catalysts supported on CeO2, TiO2, TiO2-CeO2 were prepared for application in water gas shift reaction also called Shift or well known by the letters WGSR - Water Gas Shift Reaction. The mixed titanium dioxide modified with cerium dioxide supports and platinum supported catalysts were obtained by the wet impregnation method, the two supports of titanium dioxide (Degussa and Alfa Aesar) was stabilized by thermal treatment and cerium dioxide support was obtained by thermal decomposition of its precursor. The supports and catalysts were characterized by fluorescence spectroscopy X ray (FRX), X ray diffraction (XRD), the BET method for specific area, CO chemisorption and temperature programmed reduction (TPR). On initial tests the catalysts were activated in situ and tested for WGSR ranging systems that includes the HTS (High Temperature Shift) at 450 350 ° C and LTS (Low Temperature Shift) at 350 200 ° C, and then tested only under LTS conditions. The composition of effluent stream from the reactor was analyzed online by gas chromatograph. It was noted that low charges of cerium oxide is sufficient to enhance the activity and stability of the catalysts supported on mixed oxides when compared with catalysts supported on bare oxides. The effluent stream from the reactor showed compositions similar to those expected when taken into account the ratio H2O/CO. Thus, it was concluded that Pt/Ti-CeO2 is a promising catalyst for application in WGSR reactor. / Neste trabalho foram preparados catalisadores de platina suportados em CeO2, TiO2 e TiO2- CeO2 para aplicação na reação de deslocamento gás-água também conhecida como shift ou WGSR Water Gas Shift Reaction. Os suportes mistos de óxidos de titânio modificados com óxido de cério e os catalisadores de platina suportados foram obtidos pelo método da impregnação molhada, os dois suportes de óxido de titânio (Alfa Aesar e Degussa) foram estabilizados em tratamento térmico e o suporte de óxido cério foi obtido por decomposição térmica de seu precursor. Os catalisadores e suportes foram caracterizados por técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), medida de área específica pelo método BET, quimissorção de CO e redução à temperatura programada (RTP). Nos ensaios iniciais os catalisadores foram ativados in situ e testados para a WGSR na faixa que compreende os regimes HTS (High Temperature Shift) de 450 a 350 °C e LTS (Low Temperature Shift) de 350 a 200 °C, e depois testados apenas em regime LTS. Os constituintes da corrente efluente do reator foram analisados online por cromatografia gasosa. Foi possível notar que baixos teores de óxido de cério são suficientes para aumentar a atividade e estabilidade dos catalisadores suportados em óxidos mistos quando comparados com os catalisadores suportados em óxidos puros. A corrente efluente do reator apresentou composições próximas das esperadas quando levada em consideração a relação da taxa de alimentação H2O/CO. Assim, pôde-se concluir que Pt/Ti-CeO2 é um catalisador promissor para aplicação no reator de WGSR.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4758.pdf: 2549168 bytes, checksum: 881b430f40805052a382b8f5f4a04e19 (MD5) Previous issue date: 2012-08-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Due to the development of society, industrial processes and transportation (cars, buses, trucks, etc.) that emit pollutants are used, which affect the environment and consequently human health, flora and fauna. Among these contaminants, air pollution is the most complex, since it is becoming increasingly difficult to control, despite the efforts of more restrictive laws and the growing number of agencies for its regulation. Among the most worrisome issues stand out nitrogen oxides (NOx) generated throughout the combustion process of hydrocarbons. In the abatement of NOx, various catalytic processes are applied today. However, there is a need for them to be improved and upgraded, as to increase the activity and selectivity of the catalysts used for the conversion of NOx to N2. Thus, the air quality is preserved and the impacts of these contaminants in the environment are minimized. In this context, and considering the recent results in the literature and the Group of Catalysis UFSCar, this study aimed the preparation of catalysts based on cations Fen+ exchanged in zeolite ferrierite (|Nax| [SiyAlwOz]) or based on iron oxide supported and evaluated in the same reduction of NO to N2 by using CO as reducing agent. For purposes of comparison, catalysts were prepared based on commercial zeolites USY-type and mordenite under the same conditions of impregnation. Were also verified the effect of activity in the presence of O2, H2O(v) or SO2. The research included: i) preparation of ferrierite zeolite by ion exchange and impregnation of Mordenite and USY zeolite, ii) characterization via energy dispersive spectrometry of X-rays, atomic absorption spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy , diffuse reflectance spectroscopy in the ultraviolet visible reduction with H2 temperature-programmed and Mössbauer spectroscopy, iii) evaluating the reduction of NO with CO; iv) evaluation of the catalytic performance fronts interfering O2, H2O(v) and SO2. The catalytic tests showed that the samples with iron content close to 9% (FERtroca80 and FERimpr10) were the most active in the reduction of NO by using CO as reducing agent. The reaction was selective to the formation of desired products, even for high temperatures. The tests indicated that the sample interfering FERimpr10, which was more active in reducing the catalytic activity was not affected by the presence of SO2 or O2, being affected by the presence of O2 and H2O, which promoted a competition for active sites of the catalyst. / Devido ao desenvolvimento da sociedade, são utilizados processos industriais e meios de transporte (automóveis, ônibus, caminhões, entre outros) que emitem contaminantes, os quais afetam o meio ambiente e consequentemente à saúde humana, a flora e a fauna. Dentre essas contaminações, a poluição do ar é das mais complexas, visto que vem se tornando cada vez maior e de difícil controle, apesar dos esforços de leis mais restritivas e do crescente número de agências para sua regulação. Dentre as emissões mais preocupantes, destacam-se os óxidos de nitrogênio (NOx) gerados em todo processo de combustão de hidrocarbonetos. No abatimento de NOx, diversos processos catalíticos são aplicados na atualidade. Entretanto, há a necessidade de os mesmos serem melhorados e aperfeiçoados, assim como de elevar a atividade e seletividade dos catalisadores utilizados para a conversão de NOx a N2. Desta forma, a qualidade do ar é preservada e os impactos desses contaminantes no meio ambiente são minimizados. Nesse contexto, e considerando os resultados recentes na literatura e do Grupo de Catálise da UFSCar, a presente pesquisa objetivou preparar catalisadores à base de cátions Fen+ trocados na zeólita Ferrierita (|Nax|[SiyAlwOz]) ou à base de óxido de ferro suportado na mesma e os avaliou na redução de NO a N2 utilizando CO como agente redutor. Para fins de comparação, foram preparados catalisadores a base de zeólitas comerciais do tipo Mordenita e USY nas mesmas condições de impregnação. Verificou-se também o efeito da atividade na presença dos interferentes O2, H2O(v) ou SO2. A pesquisa contemplou: i) preparação da zeólita Ferrierita por troca iônica e impregnação e das zeólitas Mordenita e USY por impregnação; ii) caracterização via espectrometria de energia dispersa de raios x, espectrofotometria de absorção atômica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por refletância difusa na região do ultravioleta visível, redução com H2 à temperatura programada e espectroscopia Mössbauer; iii) avaliação na redução de NO com CO; iv) avaliação do desempenho catalítico frentes os interferentes O2, H2O(v) e SO2. Os testes catalíticos mostraram que as amostras que apresentaram teores de ferro próximos a 9% (FERtroca80 e FERimpr10) foram as mais ativas na redução do NO a N2 utilizando o CO como agente redutor, sendo ainda seletivas à formação dos produtos desejados. Os testes com interferentes indicaram que a amostra FERimpr10 teve sua atividade afetada pela presença de O2 e H2O, sendo que ambos promoveram uma competição pelos sítios ativos do catalisador.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6146.pdf: 10796171 bytes, checksum: af6521d91e88c788b007a0dade171c01 (MD5) Previous issue date: 2014-05-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / The synthesis and characterization of five ruthenium (III) complexes such as mer-[RuCl3(dppb)(N)], where N = pyridine and 4-substituted derivatives were performed in this work. These complexes were evaluated as catalysts in hydrogenation reactions of cyclohexene and some aldehydes. The obtained results were very satisfactory, presenting values higher than 80% of conversion, in 15 h. These ruthenium (III) complexes, two ruthenium (II) complexes containing CO as ligand and other four precursors, were also tested as catalysts in hydroformylation reactions of alkenes. Considering that is known that hydroformylation reactions can form several sub products, in the best reaction conditions, these catalysts were able to produce up to 61% of product, with only 14% of one sub product. These results were considered satisfactory, due to the possibility to work without additives, promoting a "green" reaction. The ruthenium (III) precursor mer-[RuCl3(dppb)(H2O)], was supported in three different polymers (poly-4-vinylpyridina P4VP, chitosan QT e aminopropyl silica APS). The catalytic activities of these polymersupported compounds were tested in hydrogenation of cyclohexene. Due to the possibility to separate the solid catalyst by filtration and easily isolate the product, the results showing 70% of conversion were considered satisfactory and "green". The ruthenium complex chitosan-supported was tested on the formation of a film, which was used to modify a glassy carbon electrode (GCE). This modified GCE was tested as an electrochemical sensor for the detection and quantification of drugs (acetaminophen and sildenafil citrate). The electrode showed a great electrochemical response and high sensitivity when compared to an unmodified glassy carbon electrode and a glassy carbon electrode chitosan modified. The polymeric film was stable to degradation in acids electrolytes showing a linear response evaluated in 1,25 x 10-5 a 4,99 x 10-4 mol L-1 concentration interval. / Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados cinco complexos de rutênio(III) de fórmula geral mer-[RuCl3(dppb)(N)], onde N = piridina e derivados 4-substituidos, os quais foram avaliados como catalisadores em reações de hidrogenação do cicloexeno e alguns aldeídos, apresentando valores acima de 80% de conversão em 15 horas de reação. Esses complexos, dois complexos de Ru(II) contendo CO como ligante, além de quatro precursores, foram também estudados como catalisadores em hidroformilação de alcenos. Uma vez que a reação de hidroformilação pode formar diversos subprodutos, nas melhores condições reacionais determinadas foi possível isolar até 61% de produto, com formação de apenas um subproduto com 14% de conversão. Esses resultados são satisfatórios, considerando que não foi necessário o uso de aditivos reacionais, o que torna a reação muito mais verde . O complexo precursor de rutênio(III) mer-[RuCl3(dppb)(H2O)] foi suportado em três diferentes polímeros (poli-4-vinilpiridina P4VP, quitosana QT e aminopropilsilica APS) e a atividade catalítica destes foi avaliada frente à reação de hidrogenação do cicloexeno. Os resultados obtidos foram satisfatórios, uma vez que o catalisador polímero-suportado, por ser sólido e insolúvel, apresenta a vantagem de ser separado por simples filtração, possibilitando a extração mais fácil e rápida do produto e tornando o processo mais limpo e verde . O complexo de rutênio suportado no polímero quitosana foi usado como modificador de um eletrodo de carbono vítreo (GCE), que foi avaliado como sensor eletroquímico na determinação e quantificação de dois fármacos: acetaminofeno e citrato de sildenafil, apresentando ótima resposta analítica e alta sensibilidade quando comparado com o mesmo eletrodo nãomodificado. O filme polimérico se mostrou estável à degradação devido ao uso de eletrólitos ácidos, apresentando uma boa resposta linear avaliada num intervalo de concentração de 1,25 x 10-5 a 4,99 x 10-4 mol.L-1.

Neste trabalho foram empregadas as zeólitas Mordenita, ZSM5, Y, Beta e Ferrierita, como catalisadores heterogêneos para a síntese de ésteres alquílicos via esterificação, visando à aplicação destas zeólitas para a produção de biodiesel. Como reação modelo para avaliação da atividade catalítica das zeólitas, foi efetuada a esterificação do ácido oleico com metanol e a esterificação do ácido octanóico com metanol, etanol e propanol. Para as reações efetuadas foram utilizados diferentes parâmetros reacionais, tais como diferentes razões molares de ácido graxo:álcool, temperaturas do meio reacional e quantidades de catalisador, visando observar a conversão em éster correspondente no decorrer do tempo. As zeólitas utilizadas foram caracterizadas por Termogravimetria, EGA, FTIR, DRX, RMN de 27Al, ED-XRF, TPD-NH3, adsorção de piridina em fase líquida avaliada por FTIR, MEV e Fisissorção de N2. A forma ativada das zeólitas foi obtida e a faixa de protonação para cada zeólita foi visualizada. Foi observada a seletividade de reagente para a zeólita H-ZSM5. Algumas zeólitas apresentaram atividade catalítica para a síntese dos ésteres alquílicos. A atividade catalítica das zeólitas não se relaciona claramente com a quantidade de sítios ativos na superfície do catalisador, mas apresenta maior dependência quanto a porosidade e caráter hidrofóbico dos materiais. Foram obtidas conversões acima de 85% na esterificação dos ácidos graxos. Dentre as zeólitas avaliadas, a zeólita mais ativa obtida foi reutilizada e empregada em vários ciclos reacionais consecutivos, onde não foi observado decréscimo na atividade catalítica do material e além disso, a integridade da estrutura da zeólita foi mantida. Dessa forma, os ensaios catalíticos realizados permitem observar que dependendo do tipo de zeólita utilizada é possível obter resultados promissores na esterificação dos ácidos graxos, que juntamente com a facilidade de separação das zeólitas do meio reacional após a reação e a possibilidade de utilização destas em novos ciclos reacionais, fazem com que seja interessante o uso destes materiais para a síntese de ésteres alquílicos. / In this work the zeolites Mordenite, ZSM5, Y, Beta and Ferrierite, were employed as heterogeneous catalysts for the alkyl esters synthesis by esterification, aiming the application of these zeolites for the biodiesel production. As a model reaction to evaluate the catalytic activity of these zeolites, the esterification of oleic acid with methanol and the esterification of octanoic acid with methanol, ethanol and propanol were performed. For the reactions performed, different reaction parameters were used, such as different fatty acid:alcohol molar ratios, reaction temperatures and catalyst amounts, aiming to observe the corresponding ester conversion over time. The zeolites used were characterized by Thermogravimetry, EGA, FTIR, XRD, 27Al NMR, ED-XRF, TPD-NH3, liquid phase pyridine adsorption evaluated by FTIR, SEM and N2 adsorption/desorption. The protic form of the zeolites was obtained and the protonation range for each zeolite was visualized. The selectivity of the reactant for the zeolite H-ZSM5 was observed. Some zeolites showed catalytic activity for the alkyl esters synthesis. The catalytic activity of the zeolites did not show a clear correlation with the amount of acid sites on the material surface, but has a greater dependence on the porosity and hydrophobic balance of the material. Conversions above 85% were obtained in fatty acids esterification. Among the zeolites evaluated, the most active zeolite obtained was reused and used in several consecutive reaction cycles, where there was no decrease in the catalytic activity of the material and, in addition, the integrity of the zeolite structure was maintained. Thus, the catalytic assays allow to observe that depending on the type of zeolite used it’s possible to obtain promising results in the esterification of fatty acids, which together with the ease of separation of the zeolites from the reaction medium after the reaction and the possibility of their use in new cycles, make it interesting to use these materials for the alkyl esters synthesis.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-06T13:24:00Z No. of bitstreams: 1 DissAMRS.pdf: 6125625 bytes, checksum: 9805401aaa2ce2f249b4e2c4bb9032a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:35:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAMRS.pdf: 6125625 bytes, checksum: 9805401aaa2ce2f249b4e2c4bb9032a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:36:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAMRS.pdf: 6125625 bytes, checksum: 9805401aaa2ce2f249b4e2c4bb9032a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAMRS.pdf: 6125625 bytes, checksum: 9805401aaa2ce2f249b4e2c4bb9032a0 (MD5) Previous issue date: 2016-05-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Ethanol has been largely studied in the past few decades as a substitute to fossil fuels in the synthesis of a large variety of chemicals. 1,3-Butadiene, one of these compounds, is an important chemical intermediate and also a monomer for some polymers such as synthetic rubbers. It is mainly produced as a by-product from naphtha steam cracking, which has ethylene as the major product. As crude oil prices have been fluctuating in the latest years and with the discovery of shale gas in the US, a promising source for ethylene, there is an urgency for developing alternative routes to produce 1,3-Butadiene. Several studies have been carried since the 1940s trying to create viable processes and using many different catalysts, indicating MgO/SiO2 - with or without the addition of transition metals - as being the most promising one. However, there is still a lot of missing information on how does the interaction between silica and magnesia affect the yields and selectivity. In the present work it was studied how the morphology of the MgO affects the interaction with the SiO2 to generate active sites. The MgO with different morfologies were synthesized and then wet-kneaded with SiO2 to provide catalysts with different MgO/SiO2 ratio. The samples were calcined and catalytic tests were carried out. X-Ray Diffraction, Temperature Programmed Desorption of CO2 and Scanning Electron Microscopy were also performed on the catalysts. The obtained micrographs for the oxides confirmed the successful preparation of different morphologies, and the results for catalytic tests showed that there is some influence from the morphology over conversion and selectivity of SiO2/MgO. For the MgO morphologies at the temperature of 425 oC, ethanol conversions between 11.7% and 21.9% were obtained for different samples, with selectivities for butadiene between 5.6% and 30.4%. For SiO2/MgO catalysts, in the same temperature, different yields were obtained for distinct morphologies and Mg:Si ratios. For 3:1 catalysts, yields between 21.5% and 34.3% were observed, while for 7:1 catalysts the yields vary from 18.5% to 35.4%. Catalytic properties could not be clearly correlated to the TPD-CO2 and specific surface area, indicating that they are dependant on a complex set of factors, among them the accessibility of the surface for the SiO 2 contact. Variation of the silica content for all morphologies showed that the SiO2/MgO ratio is extremely important for the preparation of active and selective catalysts for the production of 1,3-butadiene. / O etanol vem sendo largamente estudado, recentemente, como um substituto aos combustíveis fósseis na síntese de diversos produtos industriais. O 1,3-Butadieno (BD), um destes compostos, é um importante intermediário químico e monômero para alguns polímeros e borrachas sintéticas. BD atualmente é produzido principalmente como um subproduto do craqueamento a vapor do nafta, que tem o etileno como principal produto. Flutuações no preço do petróleo e a descoberta de grandes reservas de shale gas nos Estados Unidos fazem com que haja uma necessidade de busca de rotas alternativas para a produção do BD. Muitos estudos vêm sendo realizados desde os anos 1940, utilizando diferentes catalisadores, indicando o MgO/SiO2 - com ou sem a adição de metais de transição - como o mais promissor. No entanto, ainda falta informação sobre a forma como a interação entre a sílica e a magnésia afeta os resultados da reação. No presente trabalho foi verificada a influência que a morfologia do MgO tem sobre a interação com SiO2 para formação de sítios ativos. As amostras de MgO com diferentes morfologias foram sintetizadas e, então, adicionadas de sílica para gerar os catalisadores com diferentes razões MgO/SiO2. Após calcinação, testes reacionais foram realizados. As amostras de MgO e SiO2 /MgO foram caracterizadas por Difração de Raios-X, Dessorção a Temperatura Programada de CO 2 (TPD-CO2) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As imagens de MEV dos óxidos permitiram confirmar a síntese das diferentes morfologias de MgO, e resultados para testes de atividade catalítica mostram uma influência da morfologia na atividade e seletividade do SiO2/MgO. Para os MgO, em uma temperatura de 425 oC, foram obtidas conversões entre 11.7% e 21.9% para diferentes morfologias, com seletividades para BD entre 5.6% e 30.4%. Para os catalisadores SiO2/MgO, na mesma temperatura, foram obtidos rendimentos variáveis com a morfologia e com o teor Mg:Si. Para os catalisadores 3:1, foram observados rendimentos entre 21.5% e 34.3%, enquanto que para os catalisadores 7:1 puderam ser observados rendimentos variando entre 18.5% e 35.4%. As propriedades catalíticas não puderam ser claramente correlacionadas com os dados de TPD-CO2 e área superficial específica, evidenciando que estas são dependentes de um complexo conjunto de fatores, dentre eles a acessibilidade da superfície para o contato com o SiO2 . A variação do teor de sílica mostra que a razão SiO 2/MgO é extremamente importante para obtenção de catalisadores ativos e seletivos para formação do 1,3-butadieno.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2628.pdf: 6650095 bytes, checksum: 735ff6e6d408ce155ed63ad80d7cac36 (MD5) Previous issue date: 2008-07-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / Cu/CeO2 catalysts doped with Au, Pd or Pt (WGSR) were prepared and applied in water gas shift reaction. The CeO2 support was prepared by four different way: urea co-precipitation-gelation (CeO2-UGC), hydrothermal method (CeO2-HT), precipitation with NH4OH (CeO2-P) and Pechini method (CeO2-Pe). The CeO2-ZrO2 oxide was prepared by Pechini (CeO2-ZrO2-Pe). The Cu deposition was performed by deposition-precipitation on CeO2- UGC, CeO2-HT and CeO2-P (3, 5 or 10wt% Cu/CeO2) and by impregnation on CeO2-Pe and CeO2-ZrO2-Pe. The Au, Pd and Pt (0,2, 0,5 or 0,8wt%) deposition was made by deposition-precipitation. The supports and supported catalysts were characterized by X ray diffraction (XRD), BET specific surface area, X ray energy dispersive spectroscopy (EDS), temperature programmed reduction (TPR), X ray photoelectron spectroscopy (XPS), electronic transmission microscopy (TEM), temperature programmed reduction with dispersive X-ray absorption spectroscopy (TPR-DXAS) and temperature programmed oxidation (TPO). The catalysts were tested in low-temperature water-gas shift reaction and the products were analyzed online by gas chromatography. The results showed that the addition of ZrO2 to CeO2 avoided the decrease of specific surface area of support. The CeO2-P support presented the higher specific surface area. The addition Au, Pd or Pt increased the activity of the catalysts with lower amount metal (< 3,0 wt%). In the catalysts with metal amount higher than 0,5 wt% only the Pd promoted catalysts showed the same or higher activity than copper catalysts. The bimetallic catalysts presented diverse behaviors. In the catalysts with Au the activity decreased with the increase of Au amount. On the other hand, the catalysts with Pd presented opposite performance, with the activity increasing when Pd amount increases. The Pt promoted catalysts do not showed activity changes with increase of Pt amount. The Pd showed the best performance among the materials tested as monometallic catalyst or as promoter in the copper catalysts. / No presente trabalho foram preparados catalisadores Cu/CeO2 dopados com Au, Pd ou Pt para aplicação na reação de deslocamento gás-água, também conhecida como reação de shift ou pela sigla em inglês WGSR (water-gas shift reaction). O suporte CeO2 foi preparado por quatro métodos diferentes: Co-precipitação com uréia (CeO2-UGC), Hidrotérmico (CeO2-HT), Precipitação com NH4OH (CeO2-P) e Pechini (CeO2-Pe), sendo que também foi preparado um suporte CeO2-ZrO2 pelo método de Pechini (CeO2-ZrO2- Pe). As sínteses dos catalisadores x% Cu/CeO2 (x = 3, 5 ou 10% de Cu) foram realizadas por deposição-precipitação para obtenção de catalisadores suportados em CeO2-UGC, CeO2-HT ou CeO2-P e por impregnação para catalisadores suportados em CeO2-Pe ou CeO2-ZrO2-Pe, já a adições dos promotores Au, Pd ou Pt, em teores de 0,2, 0,5 ou 0,8% em massa, foram realizadas por deposição-precipitação. Os suportes e os catalisadores suportados foram caracterizados por difração de raios X (DRX), medida de área superficial específica pelo método BET, espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS/EDX), redução à temperatura programada (RTP), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), redução a temperatura programada acompanhada por espectroscopia de absorção de raios X dispersivo (DXAS) e oxidação a temperatura programada (OTP). Os catalisadores, previamente ativados, foram testados na reação de deslocamento gás-água a baixa temperatura (entre 200-350ºC) e os produtos formados foram analisados online por cromatografia gasosa. Dos resultados obtidos observou-se que a adição de ZrO2 ao CeO2 levou à estabilização do suporte, evitando a diminuição da área superficial específica. A preparação do CeO2 por precipitação com NH4OH (CeO2-P) resultou em um material com maior área superficial específica. Verificou-se também que a adição dos promotores Au, Pd ou Pt resultou em aumento de atividade dos catalisadores com os teores de metal mais baixos (<3,0% m/m), já nas amostras com teores de metal acima de 5,0%, apenas os catalisadores promovidos com Pd apresentaram desempenho catalítico igual ou superior aos dos catalisadores de cobre. Foram observados comportamentos diferentes nos catalisadores bimetálicos em relação ao aumento do teor de promotor. Enquanto os catalisadores com Au apresentam uma diminuição da atividade com o aumento da quantidade adicionada, ocorreu o contrário com os catalisadores contendo Pd; as amostras contendo Pt mantiveram a atividade quase inalterada, em todos os teores estudados. Dentre os materiais testados, o Pd mostrou melhor desempenho, tanto como catalisador monometálico quanto como promotor dos catalisadores de cobre suportados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4803.pdf: 11534397 bytes, checksum: e43c3cb60651e156783571e5d850d5e8 (MD5) Previous issue date: 2012-06-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Three methods for the synthesis of sodium titanates were investigated: solid state treatment (800 oC), hydrothermal treatment (110 oC) and sol-gel method (55 oC). The titanium oxide was used as starting compound for xerothermal and hydrothermal treatments. The titanium (IV) n-butoxide was used in the sol-gel method. The samples were characterized by X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray, atomic absorption spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetry coupled to mass spectroscopy, nitrogen physisorption, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The materials synthesized were used as heterogeneous-basic catalysts in the transesterification reaction between ethyl acetate and methanol, performed under mild conditions: 50 oC, 30 min of reaction time, 4 wt. % of catalyst and molar ratio of ester:alcohol 1:6. The solid prepared by sol-gel method was the most active leading to esters yields around 30 %. This non-calcined material showed high catalytic stability. The loss of activity on the fourth cycle was accompanied by the appearance of a new species of oxygen, identified using XPS analysis. The XPS spectrum showed that the basic character of this oxygen species was inferior to that of the original species, which could explain the loss of catalytic activity. The deactivation was accompanied by the intensification of a second Na 1s component at higher binding energy. The migration of these ions to the catalyst surface reduced their availability for the formation of active Ti-O-Na+ sites, which explain the loss of catalytic activity after the fourth test cycle or after calcination of the material, both of which resulted in the same effect. / Três métodos de síntese de titanatos de sódio foram estudados: xerotérmico (800 ºC), hidrotérmico (110 ºC) e sol-gel (55 ºC). O óxido de titânio foi utilizado como precursor nos dois primeiros métodos e o tetrabutóxido de titânio (IV) no método sol-gel. Os sólidos foram caracterizados por difração de raios X, análise de energia dispersiva de raios X (EDX), espectrometria de absorção atômica com chama, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica acoplada à espectrometria de massa, fisissorção de nitrogênio, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios X (XPS) e foram aplicados como catalisadores heterogêneos básicos na reação de transesterificação. Como modelo da transesterificação foi escolhida a reação do acetato de etila e metanol realizada sob condições brandas: 50 ºC, tempo reacional de 30 min, 4 % (m/m) de catalisador e razão molar de éster: álcool 1:6. Os sólidos obtidos pelo método sol-gel foram os mais ativos frente a essa reação nas condições acima especificadas, dando conversões em torno de 30 %. Este material não calcinado mostrou alta estabilidade catalítica. A perda de sua atividade no quarto ciclo reacional foi acompanhada pelo surgimento de uma nova espécie de oxigênio, identificada por XPS. O espectro de XPS mostrou que a força básica desse oxigênio era inferior ao das espécies originais, explicando-se a perda da atividade catalítica. A desativação foi acompanhada pela intensificação de uma segunda componente de Na 1s e Ti 2p de maior energia de ligação. A migração dos íons sódio na superfície do sólido faz com que fiquem menos disponíveis para a formação do sítio ativo Ti-O-Na+. Desta forma, justifica-se a perda de atividade catalítica após o 4o uso do catalisador ou após a etapa de calcinação, na qual foi observado o mesmo efeito.