Um suporte catalítico superparamagnético nanoestruturado do tipo \"core-shell\" constituído de núcleos de magnetita revestidos por sílica, obtido por uma microemulsão reversa, foi utilizado como plataforma para o ancoramento de cátions de metais de transição que serviram como precursores na obtenção de nanopartículas de Rh(0), Pt(0) e Ru(0). A superfície do suporte de sílica foi funcionalizada com um aminosilano que permitiu um aumento significativo na quantidade dos íons metálicos sequestrada das soluções aquosas dos sais dos metais estudados. Os nanocatalisadores foram empregados em reações de hidrogenação de alquenos e cetonas em fase líquida e puderam ser facilmente separados pela aplicação de um campo magnético, que foi realizada pelo contato de um imã de neodímio com a parede do reator contendo o catalisador e o produto. A técnica de separação magnética utilizada foi capaz de isolar completamente o sólido da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando-se hidrogênio molecular como agente redutor e dispensou a utilização de agentes redutores mais drásticos como hidretos metálicos que não atendem aos princípios verdes em demanda na nossa sociedade.Todos os sólidos catalíticos desenvolvidos mostraram uma excelente possibilidade de reutilização que comprovou a estabilidade da fase ativa do catalisador, destaca-se a hidrogenação do benzeno pelo catalisador magnético de Rh(0) que pôde ser utilizado por até 20 vezes (número total de rotação igual a 10.240), sem queda significativa de atividade, com freqüência de rotação chegando a 1.167 h-1. A ocorrência de lixiviação de espécies cataliticamente ativas, que é comum em catálise heterogênea em fase líquida, não foi observada nas reações de hidrogenação estudadas. Este fato pode ser atribuído às condições reacionais brandas utilizadas, à forte aderência das nanopartículas metálicas ao suporte funcionalizado com grupos NH2 e ao eficiente método de separação magnética empregado. O procedimento de separação catalisador-produto, além de não fazer uso de métodos físicos de separação mais agressivos como uma centrifugação, permitiu o isolamento dos componentes dentro do próprio reator, descartando a exposição do catalisador à condições atmosféricas e o uso de solventes extras durante o procedimento de separação. / A core-shell superparamagnetic catalytic support comprised of magnetite nanoparticles recovered by silica was obtained using a reverse microemulsion. The material was used as a framework for anchoring transition metal cations that were used for the fabrication of Rh(0), Pt(0) and Ru(0) nanoparticles. The catalysts were employed in the hydrogenation of alkenes and ketones in liquid phase and they showed to be easily recoverable from liquid systems by placing a small neodymium magnet on the reactor wall. The magnetic separation technique provided a complete isolation of the catalyst from the liquid phase containing the products. It also made the use of other separation techniques, commonly used in achieving product separation in liquid-solid heterogeneous systems, such as filtration and centrifugation completely unnecessary. The surface of the silica support was modified with an aminosilane leading to a substantial increasing in the metal uptake from aqueous solutions of Rh, Pt and Ru salts. The hydrogenation reactions were carried out using molecular hydrogen as the reducing agent and they did not require any drastic reducers such as metal hydrides that would go against the principles of green chemistry. The stability of the catalysts were evidenced by the outstanding recycling properties. A single portion of the Rh0 catalyst for instance could be used for up to 20 times in the hydrogenation of benzene (TON: 10,240), and no significant loss in the catalytic activity was observed giving TOF values of up to 1167 h-1. Leaching of active catalytic species which is commonly encountered in heterogeneous solid-liquid systems was also absent in the hydrogenation reactions studied and this finding can be attributed to the mild reaction conditions used, the adherence of Rh, Pt and Ru nanoparticles to the magnetic support functionalized with NH2- groups and the efficient magnetic separation method used in isolating the product that dismiss the use of extra solvents and more aggressive separation methods such as a centrifugation.

O gás de síntese (Syngas), proveniente do biogás gerado no tratamento anaeróbio de águas residuárias e o CO2 (presente no biogás) surgem como fontes promissoras para a obtenção de produtos de valor agregado nomeados C2-C4, tais como eteno, propileno, butano, metanol e dimetil éter (DME). Neste trabalho, catalisadores de Cu suportados em argila pilarizada foram estudados visando à produção de compostos C2-C4 a partir da hidrogenação do CO e CO2. Da mesma forma, buscou-se otimizar estes catalisadores, tanto para o processo de Fischer-Tropsch quanto para a síntese direta do DME. Primeiramente, foi avaliado o efeito dos agentes pilarizantes Al e Nb para a conversão do metanol em produtos C2-C4. Após a seleção do agente pilarizante, avaliou-se o efeito do teor de cobre (5% e 10% em massa) no catalisador bifuncional de CuZn/V-Al PILC. Finalmente, foi realizada a adição de Ce, Nb, Fe e/ou Co (5% em massa) sobre o catalisador contendo 10% de Cu suportado na argila pilarizada V-Al PILC. As reações de conversão do metanol foram realizadas em temperaturas de 250 ºC - 400 ºC/2h, sob o fluxo de 1,1 mL.h-1. As reações de hidrogenação (CO e CO2) foram realizadas nas temperaturas de 250 ºC e 300 ºC/3h, P= 40 bar e razão de H2/CO=2 e H2/CO2=3. Os catalisadores foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) in situ e ex situ, refinamento de Rietveld, fisissorção de N2, análise da composição química (EDX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), redução a temperatura programada (RTP-H2), oxidação do cobre com N2O (TPD-N2O), adsorção de piridina gasosa como molécula modelo para a identificação dos sítios ácidos através do FTIR (FTIR-Py), dessorção de amônia a temperatura programada (DTP- NH3), espectroscopia de absorção de raios X e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). O processo de pilarização somado à impregnação de Cu juntamente com Zn, Ce, Nb, Fe e/ou Co produziu catalisadores com diferentes propriedades estruturais e ácidas, as quais favoreceram as conversões do CO e CO2 para produtos C2-C4. O catalisador bimetálico CuFe/V-Al PILC foi o mais ativo em ambas reações de hidrogenação (CO e CO2) e o mais seletivo para a síntese de DME. Os estudos de caracterização mostraram que a baixa seletividade apresentada para a formação de DME está relacionada com a baixa densidade total de sítios ácidos e com a elevada velocidade espacial experimental. / Syngas, a gas mixture produced from biogas generated in the anaerobic treatment of wastewaters, and carbon dioxide (CO2), a biogas constituent, are promising feedstocks for obtaining value-added chemicals known as C2-C4 products, which include ethylene, propylene, butane, methanol, and dimethyl ether (DME). In this work, Cu catalysts supported on pillared clay were studied aiming at producing C2-C4 compounds from hydrogenation of CO and CO2. The studies were conducted toward optimizing the catalysts performance both for Fischer-Tropsch process and direct synthesis of DME. First, the effect of Al and Nb pillared agents on the conversion of methanol to C2-C4 products was evaluated. The pillared agent was selected and further used to evaluate the Cu content (5 to 10 wt.%) effect on the bifunctional CuZn/V Al-PILC catalyst. Finally, the addition of Ce, Nb, Fe and/or Co (5 wt.%) to the 10 wt.% Cu-containing catalyst supported on V-Al PILC pillared clay was studied. The methanol conversion was performed in the temperature range 250 - 400 °C for 2 h under flow of 1.1 mL h-1. The CO and CO2 hydrogenation reactions were carried out at 250 °C and 300 °C, respectively, for 3 h and P = 40 bar using ratios H2/CO = 2 and H2/CO2 = 3. The catalysts were characterized by means of in situ and ex situ X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, N2 physisorption, chemical composition analysis (EDX), scanning electron microscopy (SEM), temperature-programmed reduction (TPR-H2), Cu oxidation with N2O (TPD-N2O) pyridine adsorption-FTIR spectroscopy (FTIR-Py), temperature-programmed NH3 desorption (TPD-NH3), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The pillaring process along with impregnation of Cu with Zn, Ce, Nb, Fe and/or Co produced catalysts with different structural and acidity properties, which favored the conversion of CO and CO2 into C2 -C4 products. The bimetallic CuFe/V-Al-PILC catalyst presented the highest catalytic activity on the CO and CO2 hydrogenation reactions, and best selectivity for DME synthesis. The low selectivity for obtaining DME was revealed to be most likely due to low total acid sites density of catalysts and high experimental spatial velocity.

Orientadores: Elizabete Jordão, Carlos Augusto de Moraes Pires / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paschoalino_FlaviaCristinaSertori_M.pdf: 5135552 bytes, checksum: e4bb125b1c8aa2e74689b42ad19d43bb (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O fenol e seus derivados estão presentes em efluentes de diversos processos industriais como refino de petróleo e indústria farmacêutica. Devido à sua característica recalcitrante e sua toxicidade, são poucos os processos biológicos capazes de degradá-lo adequadamente sem que uma grande diluição seja realizada, o que o direciona muitas vezes a tecnologias mais caras como a incineração ou o uso de reagentes oxidantes. Uma alternativa a estes métodos é a fotocatálise heterogênea, que é baseada na irradiação (UV) de um catalisador, promovendo a geração de radicais hidroxila ( OH) altamente reativos. Neste trabalho desenvolveu-se um fotoreator confeccionado em vidro PyrexTM, utilizando-se uma lâmpada de vapor de Hg de 250 W em seu centro, o qual era resfriado por uma camisa de vidro concêntrica a uma câmara externa de 290 mL reservada à passagem do efluente a ser tratado. O fotoreator foi acoplado a um recipiente de 500 mL, utilizando-se uma bomba para recirculação do efluente, tornando-o um reator em batelada com recirculação. A eficiência do reator foi avaliada utilizando-se TiO2 e ZnO como fotocatalisadores em suspensão aquosa de 0,5 ou 1,0 g L-1, e fenol a 100 ou 200 mg L-1 como solução-teste. A concentração de fenol foi medida em intervalos de tempo pré-determinados utilizando-se cromatógrafo a gás com detector por ionização em chama. O sistema demonstrou-se muito eficiente, pois atingiu em pouco tempo (135 min), independentemente do catalisador utilizado, a degradação quase que total de fenol para a solução-teste de 100 mg L-1, que é superior às concentrações normalmente utilizadas em trabalhos similares. Para as soluções de 200 mg L-1 a cinética foi mais lenta, mas o processo fotocatalítico foi mais eficiente do que os controles de fotólise e adsorção em todas as combinações testadas. / Abstract: Phenol and its derivatives are present in effluents from various industrial processes like oil refining and pharmaceutical industry. Due its recalcitrant character and toxicity, few biological processes are capable to degrade it properly, requiring expensive technologies such incineration or the use of oxidants. An alternative to these methods is the heterogeneous photocatalysis, which is based on irradiation (UV) of a catalyst, promoting the generation of hydroxyl radicals ( OH) highly reactive. In this work it was developed a photoreactor made in a PyrexTM glass, using a 250 W Hg vapor lamp at its center, which was cooled by a water flux that was concentric to a 290 mL irradiated chamber glass. The photoreactor was attached to a container of 500 mL, using a recirculation pump, making it in a batch reactor with recirculation. The efficiency of the reactor was evaluated by using TiO2 and ZnO as photocatalysis in 0,5 or 1,0 g L-1 slurries, and phenol at 100 or 200 mg L-1 as a solution-test. The concentration of phenol was measured at pre-determined time intervals by using a gas chromatograph with a flame ionization detector. The system proved to be very efficient, because reached in a short time (135 minutes), regardless of the catalyst used, the almost total degradation to the solution of phenol-test of 100 mg L-1, which is higher than the concentrations usually used in similar work. For solutions of 200 mg L-1 the kinetics was slower, but the photocatalytic process was more efficient than the controls of photolysis and adsorption in all combinations tested. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Reginaldo Guirardello, Cristiane Barbieri Rodella, Fábio de Ávila Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SepulvedaLanziano_CarlosAlberto_M.pdf: 2488855 bytes, checksum: f2b18af4d9c9b44b4d3596ab297bbcda (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar catalisadores de titânia-zircônia na reação de isomerização de glicose para frutose. Foram testados catalisadores puros de titânia e zircônia, além de mistos desses óxidos em proporções em massa de 25:75, 50:50 e 75:25. Os catalisadores foram caracterizados por adsorção de nitrogênio a 77 K, difração de raios X e dessorção a temperatura programada de CO2 e NH3. A atividade catalítica dos catalisadores foi testada em reator de batelada, a temperaturas de 393, 403, 413 e 423 K e tempos de reação de 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 h. Os resultados mostraram que os catalisadores puros possuem estrutura cristalina, no caso da titânia fase anatásio e mistura de fase monoclínica e tetragonal no caso da zircônia. A área superficial dos catalisadores puros foi menor em comparação com os catalisadores mistos que mostraram ser materiais amorfos. Além disso, os catalisadores mistos apresentaram maior concentração de sítios ácidos e básicos. Todos os catalisadores permitiram a reação de isomerização, contudo favoreceram reações secundárias que transformaram a frutose em HMF e/ou ácido lático. A isomerização de frutose é atribuída às características básicas, enquanto a formação de HMF às características ácidas. Já a formação de ácido lático é considerada como a intervenção de sítios básicos e ácidos. Finalmente, considerando esses resultados foram supostas rotas de reação sobre os catalisadores e modeladas matematicamente. Os parâmetros reacionais foram determinados ajustando os dados experimentais aos modelos matemáticos usando a metodologia de ajuste de parâmetros de equações diferenciais ordinárias / Abstract: In this work, titania-zirconia catalyst were evaluated in the reaction of glucose into fructose. Pure Titania and Zirconia and mixed oxides in mass proportions 25:75, 50:50 and 75:25 were tested. The catalysts were characterized by nitrogen adsorption at 77K, X-ray diffraction and temperature programmed desorption of \ce{CO2} and \ce{NH3}. The catalytic activity was measured in batch reactor at temperatures of 393, 403, 413 and 423 K and reaction times of 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 h. The results showed that pure catalyst structure is crystalline, Titania phase was anatase and Zirconia was mixture of monoclinic and tetragonal phase. The surface area of pure catalysts was lower that the mixed catalysts, these showed properties of amorphous solids. Similarly, the mixed catalysts showed higher concentration of acidic and basic sites. The catalysts allowed the isomerization reaction, but favored side reactions that convert fructose to HMF and lactic acid. Basic sites favored the reaction of isomerization of glucose into fructose and acid sites favored the reaction of dehydration of fructose to HMF. Basic and acid site favored lactic acid formation. Finally taking into account these results were supposed routes of reaction on the catalysts and modeled mathematically. The reaction parameters were determined by fitting the experimental data to mathematical models. The methodology used was parameter estimation for differential equations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filizola_AlexandreRodrigues_M.pdf: 3632264 bytes, checksum: 03e1e31881e49ad653e27f6ff8d6fc88 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e a caracterização de nanocatalisadores ativos na catálise heterogênea da obtenção de gás de síntese a partir de bio-óleos. Com este fim pretende-se utilizar nanotubos de carbono NTC como suportes tridimensionais para os metais catalíticos. A amostra obtida pelo método de arco elétrico automatizado foi caracterizada utilizando-se as técnicas de espectroscopia Raman, medidas de área superficial (BET) e distribuição de tamanho de poro (BJH), difração de Raios-X, medidas de magnetização SQUID e microscopia de transmissão eletrônica TEM. Espera-se que estes nanocatalisadores diminuam a temperatura do processo de gaseificação dos bio-óleos / Abstract: The aim of this thesis is the development and characterization of nanocatalysts for the heterogeneous conversion of bio-oils into synthesis gas. To this end we intend to use carbon nanotubes (NTC) as unconventional supports for the catalytic transition metals. The sample obtained by a computer controlled electric arc method was characterized using the techniques of Raman spectroscopy, surface area measurement (BET) and pore size distribution (BJH), X-ray diffraction, SQUID magnetization measurements and transmission electron microscopy TEM. It is expected that these nanocatalysts would reduce the temperature of the gasification process of the bio-oil samples / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Elias Basile Tambourgi, José Carlos Curvelo Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_JorgeMarcos_D.pdf: 39736123 bytes, checksum: 4ec219a60a8a654fb8441a227f97b41f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade da reutilização contínua de efluente têxteis tratados por Processo Oxidativo Avançado em tingimentos de algodão 100% com corantes reativos, visando reutilização de, no mínimo, 90% do efluente tratado em novos processos de beneficiamentos. Projetou-se um reator do tipo batelada com capacidade para 1 litro, contendo duas lâmpadas Phillips TL-C de 6W cada, de radiação UV-C em 237 nm, juntamente com sistema de circulação e resfriamento. Inicialmente, estudou-se dois processos de fotocatálise, homogênea e heterogênea, para escolha do processo ideal. Em seguida, com auxílio de planejamento fatorial, determinou-se um método para detecção de peróxido de hidrogênio visando a neutralização deste para execução de tingimentos com o efluente tratado. Na etapa seguinte os ensaios foram efetuados em efluentes reais produzidos em escala piloto. Nestes experimentos, analisou-se o rendimento tintóreo e, na comparação de tingimentos efetuados com água normal de reabastecimento versus efluente tratado, testou-se também os índices de solidezes das cores à água e ao suor, juntamente com a resistência dos tecidos, antes e após os tingimentos. Os resultados obtidos em dez tingimentos efetuados consecutivamente demonstraram índices de remoção de cor acima de 90% em todos os casos, com desvios totais (DE) não superiores a 1,10 entre os tingimentos, gerando uma economia de 50% de recursos hídricos dos tingimentos efetuados com efluente tratado em relação aos tingimentos efetuados com água normal de reabastecimento / Abstract: The objective of this work was to study the viability of continuous reuse of textile effluent treated by Advanced Oxidative Process for dyeings of 100% cotton knit with reactive dyes in order to reuse at least 90 % of the treated effluent in new dyeing processes. A batch type reactor with a capacity of one liter containing two lamps Phillips TL - C 6W each, UV-C 237 nm , along with circulation and cooling system was developed . Initially, were studied two processes of photocatalysis, homogeneous and heterogeneous, in order to choose the ideal process. Then, with the aid of a factorial planning, it was established a method for detecting hydrogen peroxide in order to aim the neutralization of it, to perform the dyeings with the treated effluent. In the next stage, the tests were performed in real effluents produced on a pilot scale. In these experiments, were analyzed the dyeing performance between dyeings made with normal water replenishment versus treated effluent. Was also tested color fastness to water and perspiration, together with the resistance of the fabrics before and after dyeing. The results of ten consecutive dyeings carried out showed color removal rates above 90 % in all cases, with a total deviation (?E) less than 1.10 among the dyes, resulting in a savings of 50% of water in the dyeings made with treated effluent compared to dyes made with normal water replenishment / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonon_AndersonDeJesus_M.pdf: 18231652 bytes, checksum: 5f90aa98f05330f8a92f9b1163036e84 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma das olefinas de fontes renováveis de maior importância no Brasil é o Limoneno, terpeno que compõe cerca de 90% do óleo da casca da laranja. O Brasil é o maior produtor mundial de laranja, com uma produção, entre 2010-2011, de cerca de 15,33 milhões de toneladas do fruto, dos quais 89% da produção são destinadas à produção de suco, sendo a casca e o óleo fixo, resíduos do processo. A parte volátil do óleo é constituída majoritariamente de (R)-limoneno (90 %). Terpenos como o limoneno, podem ser submetidos a reações de oxidação catalítica nos quais os epóxidos são os principais produtos, e podem ser utilizados como precursores para uma ampla variedade de produtos como fármacos, fragrâncias e na fabricação de biopolímeros e resinas. Mediante ao exposto, este trabalho tem por objetivo o estudo da epoxidação de limoneno para a obtenção de epóxidos que possam ser utilizados como monômeros para a síntese de biomateriais para a construção de dispositivos médicos, sendo que avaliou-se sistemas epoxidativos contenho metiltrioxorênio, montmorilonita e alumina. O sistema mais promissor, utilizando H2O2 como oxidante, ?-Al2O3 como catalisador em acetato de etila, foi avaliado em condições reacionais brandas, a 80 °C em pressão atmosférica, caracterizando um sistema verde. As variações na concentração inicial de reagentes a fim de entender o sistema foram estudadas, o que direcionou o estudo para sua otimização via planejamento de experimentos, sendo atingida uma conversão de 100 % em 10 h de reação. A obtenção de limoneno por evaporação de passo curto do óleo de laranja também foi estudada e otimizada, chegando-se à pureza de 99,6 %. O ensaio nas condições ótimas de reação com o limoneno obtido do óleo de laranja mostrou-se idêntico ao limoneno comercial. Os resultados obtidos demonstram a eficácia tanto do processo de obtenção do limoneno, como do sistema reacional com uma produção limpa, uma característica imprescindível para biofabricação / Abstract: One of the most important olefins from a renewable source of in Brazil is limonene. The orange peel oil is about 90% limonene. Brazil is the largest producer of orange in the world wild, with a 2010-2011 production about 15.33 million tons of fruit. About 89% of the fruits are intended for the production of juice, which peel and fixed oil are residue from the process. The volatile oil portion is composed predominantly of (R)-limonene. Terpenes such as limonene, may be subjected to catalytic oxidation reactions where the epoxides are the main products, and can be used as precursors for a wide variety of products such as pharmaceuticals, fragrances and the manufacture of biopolymers and resins. By the above, this work is dedicated to study the epoxidation of limonene in order to obtaining epoxides that may be used as monomers for the synthesis of biomaterials with chemical quality to medical devices manufacturing. Thus, some systems like methyltrioxorhenium, montmorillonite and alumina were tested. The most promissory system, using H2O2 as oxidant, ?-Al2O3 as catalyst and ethyl acetate as solvent, was evaluated in mild reaction conditions, at 80 °C at atmospheric pressure, featuring a green system. It was carried out the initial concentration of the substrate, oxidant and catalyst variation studies in order to understand the system, which directed for the optimization by experimental design. It was achieved a 100% of conversion in 10 hours of reaction. It was also studied the limonene purification by short path evaporation of the orange oil. It was achieved a limonene with 99.6 % of purity. The optimum reaction conditions were performed with limonene obtained from orange oil, the comparative result showed and an identical behavior between the commercial and the distillated limonene. These results demonstrate the effectiveness of both the process, the limonene obtainment and the reaction system with a clean and no toxic production, an essential feature for biofabrication / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Oximas têm sido extensivamente usadas como antídoto para envenenamento por organofosforados e como desontaminante. Micelas e vesículas, utilizadas como catalisadores e transportadores de drogas, constituem agentes potenciais para tratamento e descontaminação. Neste trabalho descrevemos a reação de p-Nitrofenildifenilfosfato (PNPDPP), um substrato modelo para organofosforado, com: acetofenoxima (I); ácido 10- fenil-10-hidroxiiminodecanóico (II); 4-(9-carboxinonanil)-1-(9-carboxi-1-hidroiimino nonanil) benzeno (III); cloreto de N-dodecilpiridina (IV); cloreto N-metilpiridina 2-aldoxima (V), na presença de micelas catiônicas e zwitteriônicas de cloreto de hexadeciltrimetilamônio, CTAC e N-Hexadecil-N,N-dimetil-1-propano sulfonato, HPS, respectivamente, e vesículas catiônicas de dioctadecildimetilamônio, DODAC. O pKa aparente, pKap, das oximas em agregados de anfifilicos, a constante de velocidade de segunda ordem de oximólise em micelas ou vesículas, km, e as constantes de velocidade observadas para a oximólise de PNPDPP, kobs, foram determinadas espectrofotometricamente, a pH constante, variando-se a concentração dos anfifílicos. Os resultados foram analisados usando as teorias: modelo de pseudofase (PP) e modelo de pseudofase com considerações de troca iônica (PIE), descrita na literatura pelo nosso grupo. As constantes de segunda ordem para oximólise de PNPDPP em água, kox, determinadas foram 6,5 M^-1 min^-1 (I, II e III) e 2,8 M^-1 min^-1 (IV e V). O kobs máximo em micelas e vesículas, kobsmax, e o kobs em água, kw, no mesmo pH, foram utilizadas para calcular o fator de aceleração máxima, AF, para cada anfifílico (AF = kobsmax/kw). Os agregados catalisam a decomposição de PNPDPP e os valores de AF (e km) foram da ordem de 10^4 (32 min^-1), 10^4 (125 min^-1) e 10^6 (80 min^-1) para a reação da oxima IV com CTAC, HPS e DODAC, respectivamente. A análise quantitativa da dependência da concentração de agregados anfifílicos na oximólise mostrou um considerável aumento da constante de velocidade da reação produzido por micelas e vesículas (maior que 8 x 10^6 vezes). Esse efeito é parcialmente devido a: concentração local dos reagentes, efeitos nos pKas dos nucleófilos e, mais importante, mudança na reatividade intrínseca das oximas. / Oximes have been extensively used as antidotes and decontaminants of organophosphates. Micelles and vesicles, catalysts and drug transport agents, constitute potential vehicles for Oxime treatment. Here we describe the reaction of p-nitrophenyldiphenylphosphate (PNPDPP) with: acetophenoxime (I); 10-phenyl-10-hydroxyiminodecanoic acid (II); 4-(9-carboxynonanyl)-1-(9-carboxy-1-hydroyiminononanyl) benzene (III); N-dodecylpyridinium chloride (IV); N-methylpyridinium 2-aldoxime chloride (V), in the presence of cationic and zwitterionic micelles, hexadecyltrimethylammonium chloride, CTAC and N-Hexadecyl-N,N-dimethyl-1-propanesulfate, HPS, respectively, and cationic vesicles of dioctadecyldimethylammonium, DODAC. The apparent pKa, pKap, of the oximes in the amphiphile aggregates, the second order rate constants of oximolysis in micelles and vesicles, km, and the observed rate constants for PNPDPP oximolysis, kobs, were determined spectrophotometrically at constant varying amphiphilic concentrations. The results were analyzed using the pseudo-phase theory (PP) and pseudo-phase / ion exchange (PIE). The second order rate constant for (uncatalyzed) oximolysis of PNPDPP were 6.5 M^-1 min^-1 (I, II and III) and 2.77 M^-1 min^-1 (IV and V). From the maximum value of kobs in micelles and vesicles, kobsmax, and the value of kobs in water, kox, at the same pH, the maximum acceleration factor, AF, were calculated (AF = kobsmax / kw). The amphiphiles catalyzed the oximolysis of PNPDPP and the values of AF (and km) were ca 10^4 (32 min^-1), 10^4 (125 min^-1) and 10^6 (80 min^-1) for the reactions of Oxime IV in CTAC, HPS and DODAC, respectively. Quantitative analysis of the amphiphile concentration-dependence of rates demonstrated that the considerable rate increase produced by micelles and vesicles on the rate of oximolysis (up to 8 x 10^6 fold) is partly due to reagent concentration in the aggregate, effects on the pKas of the nucleophiles and, more importantly, catalysis.

Orientadores: Antonio Jose Gomez Cobo, Dominique Richard / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_AdlerGomes_D.pdf: 6642169 bytes, checksum: 0c053fb36e3bfac59912326ab28899a7 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A obtenção de cicloexeno, a partir da hidrogenação parcial do benzeno, é um processo químico de interesse industrial. Para essa reação, os catalisadores à base de rutênio têm sido reportados como aqueles que apresentam os melhores desempenhos nessa reação, especialmente quando empregados em meio reacional tetrafásico com a presença de água. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência dos lantanídeos Eu, Sm e Yb, bem como do Ti sobre as propriedades físicoquímicas de catalisadores à base de Ru suportados, empregados na hidrogenação parcial do benzeno a cicloexeno, empregando-se os suportes Al2O3, TiO2, La2O3 e CeO2. Além disso, estudou-se também o emprego dos elementos Eu, Sm, Yb e Ti como aditivos no meio reacional. Os catalisadores foram preparados por meio de impregnação sucessiva incipiente, a partir dos precursores RuCl3.xH2O, EuCl3, SmCb, YbCl3 e TiCl3. Os testes catalíticos na reação de hidrogenação do benzeno foram conduzidos à temperatura de 100°C, sob pressão de H2 de 5,0 MPa, em um sistema tetrafásico, com a presença de água no meio reacional. Os resultados experimentais revelam que na ausência de aditivos no meio reacional, o sistema Ru/Al2O3 apresenta o melhor desempenho. Contudo, a adição de TiCl3 ao meio reacional leva a um aumento do rendimento de cicloexeno para todos os catalisadores, em especial no caso do sistema Ru/CeO2. A adição dos sais de lantanídeos ao meio reacional também promoveu o aumento de rendimento para o caso do catalisador Ru/CeO2, porém de uma maneira menos pronunciada do que com TiCl3. No estudo do efeito da presença dos aditivos nos catalisadores, o Ti levou a um aumento do rendimento de cicloexeno para os sistemas Ru/AI2O3 e Ru/CeO2. Já os aditivos Eu, Sm e Yb conduziram a menores rendimentos. Os efeitos induzidos pelos aditivos lantanídeos e pelo Ti, observados nos testes catalíticos realizados, são discutidos e interpretados com base nos resultados da caracterização físico-química e à luz das informações disponíveis na literatura / Abstract: The production of cyclohexene from partial hydrogenation of benzene represents today a process of great industrial value. To this reaction, rutheniumbased catalysts has been reported as the best ones in terms of selectivity in cyclohexene, especially when used in a tetra phase reaction in presence of water. In this sense, the present work has the objective of studying the influence of lanthanides Eu, Sm and Yb, as well as Ti, over the main characteristics of the Ru supported catalysts, when applied to the partial hydrogenation of benzene, using Al2O3, TiO2, La2O3 and CeO2 as supports. Besides, this work has also studied the behavior of the system, when using the elements Eu, Sm, Yb and Ti as additives applied on the liquid phase of the reactor. The catalysts were prepared by means of successive impregnation, starting from the precursors RuCl3.xH2O, EuCl3, SmCb, YbCl3 and TiCl3. The catalytic reactions were carried out at 100°C of temperature, under 5,0 MPa H2 pressure, in a tetra phase agitated reactor, containing water. The experimental results showed that the Ru/Al2O3 system presents the best performance in case of reactions carried out with no additives. Otherwise, when the additive TiCl3 was introduced in the reaction medium, the performance of the systems were increased, especial/y if supported in CeO2. The addition of lanthanides in the liquid phase also promoted the performance of the system supported in CeO2, but less than in case of addition of TiCl3. The effects produced by the lanthanides and Ti additives, observed along the catalytic reactions performed, has been discussed and interpreted, according to results of chemical and physic characterization besides available information in the literature / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo, Dominique Richard / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T21:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_AdlerGomes_M.pdf: 3263047 bytes, checksum: da25a34b0978443f327a8dddaeb813dd (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O presente trabalho tem o objetivo de estudar a influência do Ti sobre as propriedades de catalisadores à base de Ru, empregados na hidrogenação parcial do benzeno a ciclohexeno. Para tanto, catalisadores de Ru suportados em 'TI¿¿O IND. 2¿ e ¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ foram preparados, a partir da impregnação incipiente dos suportes com solução aquosa de 'RU¿¿CL IND. 3¿. O sistema catalítico Ru/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ foi aditivado com diferentes teores de Ti, enquanto o sistema 'RU¿/¿TI¿¿O IND. 2¿, por sua vez, foi ativado a diferentes temperaturas de redução sob 'H IND. 2¿. Os catalisadores preparados foram caracterizados através de diversas técnicas físicas e químicas, tendo seus desempenhos avaliados na reação de interesse. A reação foi conduzida sob pressão de 'H IND. 2¿ de 5,0 Mpa e à temperatura de '100 GRAUS¿C, utilizando-se um reator do tipo ¿slurry¿ e metilciclohexano como solvente. Os resultados experimentais revelam que a adição de Ti ao sistema 'RU¿/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ aumenta a atividade catalítica e o rendimento em ciclohexeno, notadamente para baixos teores do aditivo. No caso dos sistemas 'RU¿/¿TI¿¿O IND. 2¿, a temperatura de ativação de '300 GRAUS¿C conduz ao melhor desempenho catalítico, frente aos catalisadores ativados a '150 GRAUS¿C, '250 GRAUS¿C, '400 GRAUS¿C e '500 GRAUS¿C¿ assim como quando comparado com o sistema 'RU¿/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ ativado a '300 GRAUS¿C / Abstract: The main objective of this work is to study the Ti influence over the properties of Ru catalysts, used in partial hydrogenation of benzene to cyclohexene. Thus, 'TI¿¿O IND. 2¿ and 'AL IND. 2¿¿O IND. 3¿-supported Ru catalysts were prepared by incipient support impregnation with aqueous solution of 'Ru¿¿CL IND.3¿. 'RU¿/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ catalytic system was prepated in various Ti contents, whilst 'RU¿/¿TI¿¿O IND. 2¿ system was activated in different reduction temperatures under 'H IND. 2¿ atmosphere. Prepared catalysts were characterized through several chemical and physic techniques, thus evaluating their performance in the reaction of interest. Reaction was carried out under 5,0 MPa 'H IND. 2¿ pressure and at temperature of '100 DEGREES¿C, in an agitated reactor using metylcyclohexane as solvent. The experimental results show that the Ti addition into the 'RU¿/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ system increases catalytic activity and the maximum cyclohexene yield, specially for low additive contents. For the 'RU¿/¿TI¿¿O IND. 2¿ systems, the activation temperature of '300 DEGREES¿C led to the best catalytic performance (higher cyclohexene yields), when compared to '150 DEGREES¿C, '250 DEGREES¿C, '400 DEGREES¿C AND '500 DEGREES¿C activated catalysts in the series, and when compared to the 'RU¿/¿AL IND. 2¿¿O IND. 3¿ systems, activated at '300 DEGREES¿C... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química