Orientador: Jose Claudio Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-15T12:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volf_CeleideFernandesBernardes_M.pdf: 2830486 bytes, checksum: bde48691c15c5c2439acfd6fe9e0a485 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: : A utilização de vapor d¿água como veículo de remoção de calor em reações altamente exotérmicas requer o conhecimento do efeito exercido pelo diluente sobre a taxa de reação. Este trabalho procura estudar a influência da diluição dos reagentes com água na oxidação de etanol a acetaldeido sobre catalisador de óxidos de ferro e molibdênio. Foram coletados os dados cinéticos à pressão atmosférica, em reator de leito fixo, integral e isotérmico, introduzindo-se vapor de água na alimentação, na faixa de temperatura de 180 a '240 GRAUS¿C. Conseguiu-se boa isotermicidade diluindo-se o leito catalítico com partículas de aço inoxidável. Propôs-se um mecanismo de reação onde o oxigênio é adsorvido molecularmente sobre um único sítio ativo e reage com o etanol da fase gasosa. Obteve-se uma equação da taxa de reação que representou satisfatoriamente o efeito inibidor da água sobre a reação. Simulou-se o comportamento de um reator multitubular de leito fixo, com resfriamento externo em contra-corrente, utilizando-se os modelos homogêneo e heterogêneo unidimensionais operando-se com introdução de água e retirada de igual volume de nitrogênio na alimentação. Analisou-se a influência da água nos perfis de temperatura do reator e na sensitividade paramétrica em relação à temperatura de entrada de fluido refrigerante, à velocidade mássica superficial e à razão molar oxigênio/etanol na alimentação. A introdução de água mostrou-se conveniente para auxiliar no controle de temperatura do reator / Abstract: The use of water vapor as vehicle to remove the heat in highly exotermic reactions needs more understanding of the effect produced by the diluent on the reaction rate. This work studies the influence of the reagents ditution with water on ethanol oxidation to acetaldeyde over iron-molibdenum catalyst. The kinetics data was obtained at atmosphere pressure, in a isothermal, integral, fixed bed reactor, with the addition of water vapor in the reactor feed, in the range of temperature from 180 to '240 DEGREES¿C. Good isothermicity was obtained by dilution of catalytic bed with stainless steel particles. A reaction mechanism was proposed considering the molecular adsorption of oxygen on a single active site and reaction with vaporous ethanol. The rate equation obtained represented satisfactory the water inibition effect on the reaction. The behavior of the multitube fixed bed reactor, with external countercurrent cooling, was simulated using unidimensional homogeneous and heterogeneous models, operation with introduction of water and removal of equal volume of nitrogen from the feed. The water influence on the reactor temperature profiles and on the parametric sensitivity about the inlet thermal fluid temperature, the superficial mass velocity and the feed oxygen/ ethanol molar ratio was analysed. The addition of water showed to be suitable help for the reactor temperature control / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T00:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_OneliaAparecidaAndreodos_M.pdf: 5044753 bytes, checksum: 4d24d41e569f872f9de1eb02687ec8d3 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: A reação de síntese de Fischer - Tropsch tem merecido uma grande atenção pelo seu interesse tecnológico e científico. Naturalmente este interesse está, em grande parte, associado ao problema da escassez do petróleo, na medida em que a síntese de Fischer - Tropsch oferece uma rota adequada para a transformação de combustíveis sólidos em combustíveis líquidos e gasosos e em insumos básicos da industrIa petroquímica. Dada a estrutura do mercado brasileiro, este interesse está essencialmente dirigido para a substituição do óleo diesel e do óleo combustível. A experiência mostra que, através de uma seleção adequada do catalisador e das condições operatórias,é possível alterar, dentro de certos limites, a distribuição dos produtos obtidos na reação de síntese. Neste trabalho é apresentada uma discussão sobre a natureza dos catalisadores usados na síntese de Fischer-Tropsch, assim como o mecanismo da reação, com ênfase nos catalisadores à base de ferro. Pretende-se com esta discussão, identificar algumas possíveis vias para o desenvolvimento de catalisadores otimizados, mais ativos e mais seletivos, para determinadas frações de produtos (gasolina, diesel, olefinas, etc). É ainda apresentada uma descrição da instalação desenvolvida para a coleta de dados cinéticos na síntese de Fischer - Tropsch, e discutidas, com base em resultados preliminares, as dificuldades encontradas, em particular no que respeita à análise das misturas complexas obtidas como produto da reação. / Abstract: The Fischer-Tropsch synthesis reaction has received great attention due to its scientific and technological interest. This interest arises mostly in association with the dwindling of petroleum reserves, and because the Fischer - Tropsch synthesis offers an appropriate route for the transformation of solid fuels into liquid or gaseous fuels, as well as basic chemicals for the petrochemical industry. Considering the structure of the Brazilian market, this interest is essencially directed for the substitution of diesel and fuel oil. Accumulated experience with the synthesis reaction shows that it is possible to alter, within certain limits, the distribution of the products obtained. In this work a discussion is presented on the nature of the catalysts used in the Fischer - Tropsch synthesis, as well as on the reaction mechanism, with emphasis on catalysts based on iron. The aim of this discussion is to establish possible schemes for the development of optimized catalysts, with better activity and selectivity for desired product fractions(gasoline, diesel, olefins,etc). It is also presented the description of an experimental equipment developed for collecting kinetic data on the Fischer - Tropsch synthesis, and discussed the difficulties that were met in the preliminary tests, particularly with reference to chemical analysis of the products of reaction. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Curso de Pós-Graduação em Físico-Química / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:46:06Z : No. of bitstreams: 1 202998.pdf: 4722121 bytes, checksum: 2b154256d729c37d2fe8bf2aae06aee7 (MD5)

Orientadora : Drª. Tirzhá Lins Porto Dantas / Coorientadora: Drª. Regina Maria Matos Jorge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Defesa: Curitiba, 11/02/2015 / Inclui referências : f. 67-76 / Resumo: A utilização de partículas em tamanho nano encontra promissoras aplicações em muitas ciências uma vez que, em tamanhos reduzidos, as partículas tendem a ter sua área superficial e, consequentemente, a quantidade de sítios disponíveis aumentada. Os óxidos de ferro são utilizados como catalisadores de diversas reações; devido à sua porosidade são adsorventes eficientes; e na área de tratamento de efluentes têm importante aplicação já que podem ser utilizados como catalisadores na decomposição de peróxido de hidrogênio (H2O2), formando radicais com elevado poder oxidante. Este trabalho tem como objetivo projetar um reator e sintetizar maghemita pelo método hidrotérmico a partir de precursor inorgânico: Cloreto férrico (FeCl3.6H2O), Hidrogenofosfato de Sódio (NaHPO4.H2O) e Sulfato de Sódio (Na2SO4). O reator para síntese foi projetado para garantir um sistema fechado sob pressão e foi confeccionado em aço inoxidável 304. Uma solução aquosa dos sais foi tratada a 220 oC por 48h para sintetizar Hematita, -Fe2O3. As partículas de Hematita foram submetidas a um tratamento térmico a 360 oC em atmosfera isenta de oxigênio por 5h para a redução a magnetita, Fe3O4. As partículas de magnetita foram expostas ao ar a 240 oC por 2h para obter a Maghemita, -Fe2O3. As partículas sintetizadas foram caracterizadas por medidas de isotermas de sorção de nitrogênio líquido, Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios- X (XPS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Estas análises de caracterização mostraram que as partículas apresentam uma área específica de 20,23 m2.g-1, dimensões em torno de 200 nm e são compostas em grande parte de óxido de ferro. Testes de verificação da capacidade catalítica das partículas sintetizadas foram realizados. Em pH próximo a 3,0 foi possível a decomposição de aproximadamente 30% de peróxido de hidrogênio com uma relação Fe/H2O2 de aproximadamente 70 em 240min. A cinética de decomposição do peróxido de hidrogênio foi descrita de acordo com o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood. Palavras-chave: maghemita, síntese hidrotérmica, óxido de ferro, nanopartículas, decomposição catalítica. / Abstract: The use of nanoparticles finds promising applications in several sciences since they have a greater superficial area and, consequently, more sites avaiable. The iron oxides, are object of a number of researches. They are used as catalysts of various reactions; on account on their porosity they are eficient adsorbers; and on wastewater treatment can decompose hydrogen peroxide (H2O2) to generate hidroxil radical (OH") that could decompose organic compounds. In this work a reactor was built and maghemite was sinthesized by a hidrotermal method using ferric chloride (FeCl3.6H2O) as iron precursor, NaH2PO4.H2O and Na2SO4. The synthesis reactor was designed to assure a closed system under high pressure and built with stainless steel 304. An aqueous solution of the three salts was treated at 220 °C for 48 h to synthesize hematite, -Fe2O3. These particles were termically treated at 360 °C under a continuous hydrogen/argon gas flow (8% H2:92% Ar) for 5 h in order to reduce to magnetite, Fe3O4. Then the maghemite, -Fe2O3, was obtained by oxidation of magnetite powder by exposure to air at 240 °C for 2 h. The characterization of the synthesized particles was reached by measuring liquid nitrogen adsorption isotherms, X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The obtained particles have an specific area of 20,23 m2.g-1 and a diameter cerca 200 nm. In order to verify the catalytic activity tests were performed. With a pH around 3,0 was obtained a catalytic decomposition of the hydrogen peroxide close to 30% in 240 min, with an Fe/H2O2 ratio equal 70. The hydrogen peroxide decomposition kinetics was described with the Initial Rate Method and the Langmuir-Hinshelwood mechanism. Key Words: maghemite, hidrothermal synthesis, iron oxide, nanoparticules, catalytic decomposition.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277302.pdf: 1541742 bytes, checksum: 23ebc67bc06ff00bd4ef42a016b19ee8 (MD5) / A presença de compostos não biodegradáveis em efluentes líquidos é um dos principais problemas nas estações de tratamento de efluentes. Soluções ao tratamento biológico convencional por lodos ativados têm sido investigadas. As principais alternativas são os processos oxidativos avançados (POA#s). A maior parte destes POA#s requer condições de pH ácido ou elevado consumo de H2O2 para decompor compostos orgânicos. Neste trabalho foi realizado um estudo cinético da adsorção, oxidação e peroxidação catalítica do corante azo vermelho Procion HE7B utilizando catalisadores de ferro e manganês sintetizados em laboratório, calcinados a temperatura de 600, 700 e 800ºC. A cinética de degradação da molécula de corante foi acompanhada em reator descontínuo, com agitação constante, a 25ºC e pH 6.0. Este valor corresponde ao ponto de carga zero do sólido. Resultados prévios indicaram que em pH 6.0 a capacidade de adsorção da monocamada é baixa, com valor igual a 5,43 mg.g-1. Em seguida, peróxido de hidrogênio era adicionado ao meio reacional em concentração inicial previamente determinada. Em intervalos regulares de tempo, era determinada a degradacão da molécula de corante e também medida a concentração de carbono orgânico total. A atividade catalítica do sólido para decompor peróxido foi medida em equipamento volumétrico (Shaheen W.M e Selim M.M, 1998), utilizando-se diferentes dosagens de catalisador. Os resultados mostraram que os catalisadores decompõem rapidamente o peróxido de hidrogênio obedecendo o modelo cinético de pseudo-primeira ordem em relação à concentração de peróxido de hidrogênio e em relação à dosagem de catalisador. A constante cinética da reação global dos catalisadores obedeceu ao modelo de segunda ordem. FeMn600ºC demonstrou constante cinética igual a 3,31x10-6 L.mg-1.s-1, ligeiramente superior aos catalisadores FeMn700ºC e FeMn800ºC com constantes cinéticas iguais a 2,98x10-6 e 2,8x10-6 L.mg-1.s-1, respectivamente. Os resultados indicam que o uso deste catalisador possibilita a decomposição catalítica do corante vermelho Procion H-E7B em condições de pH neutro, com baixo consumo de peróxido de hidrogênio, indicando-se uma alternativa de tratamento aos demais POA's / The presence of non-biodegradable compounds in wastewater is one of the major problems in effluent treatment plants. Solutions to conventional biological treatment by activated sludge has been investigated. The main alternatives are the advanced oxidation processes (AOP's). Most of these AOP's requires conditions of acid pH or high consumption of H2O2 to decompose organic compounds. In this work was performed a kinetic study of adsorption, catalytic oxidation and peroxidation of azo dye Procion Red H-E7B using iron and manganese catalysts synthesized in laboratory, annealed at a temperature of 600, 700 and 800 ºC. The degradation kinetics of the dye molecule was followed in batch reactor with constant stirring at 25 °C and pH 6.0. This value corresponds to the point of zero charge of the solid. Previous results indicated that at pH 6.0 the adsorption capacity of the monolayer is low, with value equal to 5.43 mg.g-1. Then, hydrogen peroxide was added to reaction medium at a predetermined initial concentration. At regular intervals of time, was determinated the degradation of the dye molecule and also measured the concentration of total organic carbon. The catalytic activity of the solid to decompose hydrogen peroxide was measured in volumetric equipment (WM Shaheen and MM Selim, 1998), using different dosages of catalyst. The results showed that the catalysts decompose hydrogen peroxide quickly, obeying the kinetic model of pseudo-first order in relation to the concentration of hydrogen peroxide and in relation of catalyst dosage. The kinetic constant of the global reaction of the catalyst, followed to the second order model. FeMn600 ºC revealed kinetic constant equal to 3.31 x10-6 L.mg-1.s-1, slightly higher than the catalysts FeMn700 ºC and FeMn800 ºC with kinetics constants equal to 2.98 x10-6 and 2.8 x10-6 L.mg-1.s-1, respectively. The results indicate that the use of this catalyst allows the catalytic decomposition of the dye Procion Red H-E7B under conditions of neutral pH, with low consumption of hydrogen peroxide, giving it an alternative treatment to other AOP's.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-07T15:02:11Z No. of bitstreams: 1 Marina Menezes de Brito.pdf: 2230882 bytes, checksum: 6d6eefed0cd352899889aef8831943e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-09T18:16:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Marina Menezes de Brito.pdf: 2230882 bytes, checksum: 6d6eefed0cd352899889aef8831943e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T18:16:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Menezes de Brito.pdf: 2230882 bytes, checksum: 6d6eefed0cd352899889aef8831943e1 (MD5) / O óxido nítrico (NO) representa cerca de 95% de todo NOx lançado na atmosfera. Estes são emitidos tanto por fontes móveis quanto por fontes estacionárias, causando problemas ambientais como chuva ácida, smog fotoquímico e depleção na camada de ozônio, o que torna a regulamentação dessas emissões cada vez mais rigorosa. Dentre as principais tecnologias para remoção dos NOx de fontes estacionárias, o tratamento pós combustão é o mais aplicado. Este pode ser feito a partir de reações de redução a nitrogênio (N2), usando gases como amônia (NH3), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos, ou de reações de oxidação a NO2 seguida de absorção. Em destaque, a redução com NH3 se mostra mais interessante, pois os produtos de reação são N2 e H2O. Neste trabalho, a redução seletiva não catalítica foi avaliada e indicou que a reação só ocorre em temperaturas acima de 600°C, justificando o uso de catalisadores em temperaturas mais baixas. Testes preliminares indicaram atividade catalítica para óxidos mistos de ferro e titânio na faixa de temperatura de 250-500°C, mas o mesmo não foi observado para os óxidos dos metais puros TiO2 e Fe2O3. Esses materiais foram comparados com o catalisador de composição semelhante ao catalisador padrão da reação (V2O5/TiO2). Com o objetivo de investigar a sinergia dos metais ferro e titânio na reação de SCR- NH3 foram preparados diferentes materiais variando razão Fe/Ti, método de síntese e precursor do titânio. A análise química das amostras mostrou pequenas diferenças na razão Fe/Ti sugerindo pequena perda de precursor de titânio e para a amostra preparada a partir de TiOSO4, foi observado enxofre residual. Os difratogramas de raios-X indicaram a formação de três fases (Fe2O3, TiO2 e Fe2TiO5) para todas as amostras. O refinamento Rietveld indicou a composição de cada fase em cada amostra. Os parâmetros de cela sofreram distorções e sugeriram substituição isomórfica de ambos os metais na estrutura do rutilo (TiO2) e da hematita (Fe2O3). As micrografias das amostras mostraram um aglomerado de partículas distintas e, a formação de poros para as amostras preparadas por combustão. A análise textural mostrou materiais com diferentes texturas e áreas superficiais na faixa de 19 a 120 m² g-1. A dessorção termoprogramada de amônia mostrou que todos os materiais adsorvem amônia, uma etapa do mecanismo da reação de SCR-NH3. Todos os materiais preparados se mostraram ativos na reação de SCR-NH3 chegando a rendimento de 100% a 500°C. Testes de estabilidade foram feitos com duas das amostras em temperaturas de 350 e 450°C e ambos os materiais se mostraram estáveis, mantendo ou aumentando o rendimento a N2. O estudo do mecanismo de reação feito por DRIFT mostrou que há maior formação de bandas relativas a adsorção de NH3 que à adsorção de NO e, portanto, o mecanismo Eley-Rideal é mais consistente para estes materiais. Este estudo ainda supõe que a presença do O2 facilita a adsorção da NH3. O catalisador preparado com TiOSO4 não desativa completamente na presença de SO2. / Nitric oxide (NO) is about 95% of all NOx released into the atmosphere. These are issued by both mobile sources and for stationary sources, causing environmental problems such as acid rain, photochemical smog and depletion in the ozone layer, which makes the regulation of these increasingly stringent emissions. Among the key technologies for the removal of NOx from stationary sources, the post combustion treatment is the most applied. This can be done from the reduction reactions of nitrogen (N2) using gases such as ammonia (NH3), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons or oxidation reactions to NO2 followed by absorption. Featured, reduction with NH3 appears more interesting because the reaction products are N2 and H2O. In this work, the selective non-catalytic reduction was measured and indicated that the reaction only occurs at temperatures above 600 ° C, justifying the use of catalysts at lower temperatures. Preliminary tests indicated catalytic activity for mixed iron oxides and titanium in the 250-500 ° C temperature range, but the same was not observed for the oxides of metals pure TiO2 and Fe2O3. These materials were compared with the catalyst composition similar to the standard reaction catalyst (V2O5 / TiO2). In order to investigate the synergy of metals iron and titanium in the SCR-NH3 reaction were prepared different materials ranging molar ratio Fe / Ti, synthesis method and titanium precursor. The chemical analysis of the samples showed small differences in the ratio Fe / Ti suggesting little loss of titanium and residual sulfur was observed for the sample that was prepared with TiOSO4. The X- ray diffraction indicated the formation of three phases (Fe2O3, TiO2 and Fe2TiO5) for all samples. The Rietveld refinement indicated the composition of each phase in each sample. The cell parameters suggested distortion suffered isomorphous substitution of both metals in the rutile structure (TiO2) and hematite (Fe2O3). The micrographs of the samples showed an agglomeration of distinct particles and forming pores in the samples prepared by combustion. The N2 adsorption isotherms showed materials with different textures and surface areas with 19 to 120 m² g-1. The temperature programmed desorption of ammonia shows that all the materials adsorb ammonia, a step of mechanism of the SCR-NH3 reaction. All prepared materials proved active in the SCR-NH3 reaction reaching 100% yield at 500 ° C. Stability tests were performed with two samples at temperatures of 350 to 450 ° C and both were stable material while maintaining or increasing the yield of N2. Study of reaction mechanism made by DRIFT showed that there is a greater formation of bands on the NH3 adsorption when compared to the adsorption of NO and thus the Eley-Rideal mechanism is more consistent for these materials. This study also assumed that the presence of O2 facilitates the adsorption of NH3. The catalyst prepared with TiOSO4 does not deactivate completely in the presence of SO2

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-03-16T15:52:11Z No. of bitstreams: 1 Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T15:09:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T15:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / CAPES / A limitação das reservas e a crescente demanda de água doce no planeta, assim como as restrições impostas ao lançamento de efluentes no meio ambiente, tem exigido a adoção de estratégias que visem a racionalizar a utilização dos recursos hídricos e a minimizar os impactos negativos relacionados a esses descartes. Os efluentes de plantas industriais, tais como de couro, plásticos, cosméticos, têxteis, borracha e de papel, assim como de processamento de alimentos e de fabricação de corante, contém um ou mais tipos de poluentes tóxicos. Eles têm sido bastante estudados e está bem estabelecido que a sua presença, mesmo em baixas concentrações, causa danos significativos aos seres vivos e ao meio ambiente. Dessa forma, vários processos têm sido desenvolvidos, com o objetivo de eliminá-los em efluentes industriais. Entre eles, a oxidação catalítica com peróxido de hidrogênio surge como um método promissor e eficiente para tratar esses efluentes. Com o intuito de desenvolver um método eficiente na degradação de corantes tóxicos, foi estudada a oxidação do azul de metileno (molécula modelo) com peróxido de hidrogênio sobre óxido de ferro suportado em nanotubos de carbono, obtidos por spray pirólise e decomposição catalítica a vapor. Os catalisadores foram preparados por impregnação de compostos de ferro nos nanotubos de carbono, através de impregnação úmida incipiente e de impregnação em excesso usando microondas. As amostras foram caracterizadas por fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia Raman, medida da área superficial específica e porosidade, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, redução à temperatura programada, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e termogravimetria. Os catalisadores obtidos foram avaliados na oxidação do azul de metileno em temperatura e pressão ambiente. Observou-se que o método de spray pirólise produziu catalisadores com nanotubos de carbono de paredes múltiplas com maior qualidade estrutural, em relação àqueles obtidos por decomposição catalítica a vapor, que mostraram áreas superficiais específicas mais elevadas. Os métodos de purificação e funcionalização (com os ácidos clorídrico e nítrico) promoveram a eliminação de impurezas e a incorporação de grupos funcionais dos nanotubos, respectivamente. Na síntese dos catalisadores, o método de impregnação úmida incipiente foi mais eficiente quando comparada a impregnação por microondas, formando sólidos com teores de ferro mais próximos dos nominais. Foi observada a formação de hematita sobre os nanotubos não funcionalizados e magnetita sobre aqueles funcionalizados. Todos os catalisadores foram capazes de remover o azul de metileno, em presença e ausência de peróxido de hidrogênio (adsorção e oxidação respectivamente). Em todos os casos, a maior contribuição foi dada pela adsorção. Os nanotubos obtidos pelo método spray pirólise e preparados por impregnação úmida foram mais eficientes na oxidação de azul de metileno, enquanto aqueles preparados por decomposição catalítica a vapor foram mais eficientes como adsorvente / The limited reserves and the growing demand for fresh water on the planet, as well as restrictions on the wastewater disposal into the environment, has required the adoption of strategies aiming to rationalize the use of water resources and minimize the negative impacts related to them. The effluents of industrial plants, such as leather, plastics, cosmetics, textile, rubber and paper as well as food processing and manufacturing dye frequently contain one or more types of toxic pollutants. They have been extensively studied and is well established that they cause significant damage to living beings and to the environment even at low concentrations. Therefore, several processes have been developed in order to eliminate them in industrial wastewater. Among them, the catalytic oxidation with hydrogen peroxide emerges as a promising and efficient method to treat wastewaters. With the aim of developing an efficient method for degradation of toxic dyes, the oxidation methylene blue (model molecule) was studied with hydrogen peroxide on iron oxide supported on carbon nanotubes obtained by spray pyrolysis and catalytic vapor decomposition. The catalysts were prepared by impregnation of iron compounds on the surface of carbon nanotubes by incipient wet impregnation and impregnation in excess using microwave. The samples were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, specific surface area and porosity measurements,Fourier transform infrared spectroscopy, temperature programmed reduction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and thermogravimetry. The samples were evaluated in the oxidation of methylene blue at room temperature and pressure. It was observed that the spray pyrolysis method produced catalysts based on multi-walled carbon nanotubes with higher quality structure as compared to those obtained by catalytic vapor decomposition, which showed higher specific surface areas. The purification and functionalisation methods (with hydrochloric and nitric acids) promoted the removal of impurities and the incorporation of functional groups on nanotubes, respectively. In the synthesis of the catalysts, the wet incipient impregnation method was more efficient than microwave impregnating, producing solids with iron content closer to the nominal values. Hematite was produced on non-functionalized nanotubes while magnetite was formed on functionalized ones. All catalysts were able to remove the methylene blue in the presence and absence of hydrogen peroxide (adsorption and oxidation respectively). For all cases, the largest contribution is given by adsorption. Nanotubes obtained by spray pyrolysis method and prepared by wet impregnation were more efficient in the oxidation of methylene blue, while those prepared by catalytic vapor decomposition were more efficient as adsorbents.

Orientador: Jose Claudio Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T12:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VallejoTejada_Pablo_M.pdf: 1812806 bytes, checksum: 6b2250dd9c4a7f7467f50e2d398d4f2f (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A reação de oxidação parcial do metanol para produção de formaldeído sobre catalisador comercial de ferro-molibdênio foi estudada em um microreator tubular de leito fixo, com o objetivo de analisar a influência da substituição do nitrogênio por vapor de água na taxa de reação e na seletividade. Demonstra-se que o nitrogênio do ar, utilizado no processo convencional de produção de formaldeído como inerte que tem a função de auxiliar o processo convectivo de remoção de calor, pode ser substituido por vapor de água e desta forma reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na atmosfera. Mostra-se que o efeito da água sob certas condições operacionais é pequeno e pode ser compensado por aumento de temperatura em tomo de 25°C...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Partial oxidation of methanol to formaldehyde over iron-molybdenum catalyst has been studied in a tubular fixed bed microreactor in order to study the effect of nitrogen replacement by water vapor. Inhibition water effect under certain conditions is small and it may be compensated by a temperature increase of about 25°C...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Christiane de Arruda Rodrigues, Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:59:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_JulianaPiresde_M.pdf: 2352216 bytes, checksum: 36449200a80f1740bb7e26db1412d9de (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Na indústria de cloro-soda, há um crescente interesse no desenvolvimento de tecnologias que resultem numa redução do consumo de energia destinado ao processo de produção de cloro. As células eletroquímicas empregadas no processo cloro-soda são: Mercúrio, Diafragma e Membrana. Atualmente está havendo uma substituição progressiva dos processos empregando mercúrio e difragma por células com membranas trocadoras de íons, pois este processo apresenta melhor eficiência, menor gasto energético e a não geração de resíduos tóxicos. O objetivo deste trabalho envolve a aplicação de eletrodos de difusão gasosa (EDG) modificado com catalisador ferro para a redução do oxigênio, visando à otimização da produção de cloro e maior economia energética nos processos de cloro-soda. Na produção do EDG empregou-se a adição de catalisador ferro nas seguintes proporções: 5%, 10%, 15% e 20% (m/m) em relação à massa de carbono Printex 6L. Duas granulometrias de partículas do catalisador Fe foram empregadas para o preparo dos eletrodos. Ensaios voltamétricos foram realizados para avaliar o efeito da introdução do catalisador de Fe no EDG na reação de redução do oxigênio, além de identificar qual a melhor concentração de Fe e granulometria do catalisador. Os ensaios de voltametria foram realizados em uma célula de compartimento único na temperatura de 25 ºC e solução de trabalho NaOH 320 g/L. Em seguida, ensaios de eletrólises foram realizados para avaliar o desempenho dos EDG, modificado ou não com catalisador Fe, na geração de cloro e DDP da célula, empregando as melhores condições de operação encontradas nos estudos voltamétricos. Os ensaios de eletrólise foram realizados em uma célula com dois compartimentos, separados por uma membrana catiônica Náfion® N242. Nos ensaios de eletrólise foi utilizada uma solução de NaOH 320 g/L, com temperatura de 25 ºC, no compartimento catódico e no compartimento anódico, uma solução de NaCl 250 g/L com temperatura de 70 ºC. A condição de trabalho que apresentou maior redução do consumo de energia e maior geração de cloro foi empregando o EDG com 10% Fe com tamanho de partículas em torno de 0,16 mm2. Comparado ao EDG sem catalisador, verificou-se uma redução no gasto energético de aproximadamente 66%. Isto comprova que o metal de transição Fe atua como o centro ativo e que a atividade eletrocatalítica depende principalmente das propriedades redox do eletrodo modificado / Abstract: The interesting in the developing of technologies that contribute in a reduction of energy consumption in chlor-alkali process is growing. The electrochemical cells used in production of chlorine area: Mercury, Diaphragm and membrane. Currently, the mercury and diaphragm cell have been replaced for membrane technology because this cell is more efficient, presents low energy consumption and does not generate toxic waste. The main of this work involves the investigation the performance of gaseous diffusion electrodes modified with particles of iron, for reduction of oxygen in the production of chorine during the electrolysis of brine. In preparing the cathodes of diffusion of oxygen, was used a mass precursor, composed of carbonaceous pigment Printex and suspension of the PTFE powder. The catalyst was introduced in form of Fe metal power in the following percentages: 5%, 10%, 15% e 20% (m/m). For sintering of the electrode of gaseous diffusion (GDE) was weighed 0.2 g of mass precursor and placed on the mold. The mold was heated to a temperature of 340ºC for the sintering of the electrode, under pressure of 146 Kgf/cm2 for 2 hours. After sintering, the electrodes were tested for permeability. In next stage, the electrodes of gaseous diffusion were used in voltammetric studies to examine the influence of catalyst in the reactions of reduction of oxygen in the GDE and identify the best grain size and percentage of iron in electrode. Then, the tests were performed using a single cell compartment, with the type DSA® as counter electrode and the Ag/AgCl as reference electrode in 320 g/L NaOH solution at 25ºC. After, the electrolysis were performed using constant current electrolysis to the GDE or pyrolytic graphite as cathode and DSA® as anode. These tests were carried out in a cell with two compartments, separated by a membrane cationic Nafion N242. The anolyte was a solution of 250 g/L NaCl at 70 ºC and the catholyte was a solution of 320 g/L NaOH, at 25 ºC. During the electrolysis the chorine dissolved in the form of hypochlorite and chlorine gas were quantified by iodometry titration. The electrode that had a better performance in chlorine generation and lower energy consumption was modified with Fe 10% (m/m) with small particle size. This electrode shown around 66% reduction of energy consumption when compared to GDE without iron metal catalyst. This behavior proves that the transition metal Fe acting as the active center and that the electrocatalytic activity depends mainly on the redox properties of the modified electrode / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] A síntese de Fischer-Tropsch converte o gás de síntese (H2 + CO), em uma variedade complexa de hidrocarbonetos na presença de um catalisador (principalmente Co/Al2O3). Neste trabalho foram estudados catalisadores de Co e o Fe (1 e 5% em massa), incorporados aos suportes: zeólitas KL, HL 0,1M e HL 1,0 M, além da peneira molecular mesoporosa MCM- 41, pelo método de impregnação úmida incipiente, para a reação de Fischer- Tropsch. As amostras preparadas foram analisadas pelas técnicas de: Espectometria de Emissão Atômica de Plasma Acoplado Induzido, Adsorção Física de N2 pelo método BET, Difração de Raios-X, Redução com Temperatura Programada, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Quimissorção de Hidrogênio e Espectroscopia no Infravermelho de piridina adsorvida. Além disso, as amostras foram avaliadas em um reator de leito fixo na reação de Fischer-Tropsch. Para as amostras de ferro, com mesmo teor e suportes diferentes, pode-se observar que a amostra suportada na MCM-41 apresentou um grau de redução menor. Entre as amostras de ferro suportadas na KL, a 5% Fe/KL apresentou maior grau de redução e foi observado por microscopia eletrônica de transmissão (MET) que as partículas de ferro apresentaram diâmetro em torno de 6 nm. Para as amostras de cobalto foi observado que a temperatura de redução da amostra suportada na MCM-41 foi mais alta. A amostra 5% Co/KL apresentou um maior grau de redução. Foi possível observar por MET que as partículas de cobalto apresentaram diâmetro variando entre 8 e 20 nm. Verificou-se que o catalisador com maior teor de ferro proporcionou uma maior conversão de CO, tendo sido a distribuição de produtos deslocada para as frações mais leves. Comparando os catalisadores de ferro suportados na zeólita KL e na MCM-41 pode-se concluir que as conversões são da mesma ordem de grandeza. Foi observado que o ferro foi mais ativo que o cobalto em termos de conversão do CO, sendo que o cobalto promoveu a formação de uma maior quantidade de produtos na faixa de diesel, assim como uma menor quantidade de leves. / [en] The Fischer- Tropsch synthesis converts the synthesis gas (H2 + CO), in a complex variety of hydrocarbons, using a catalyst (Co/Al2O3 normally) were introduced to the used supports by the wetness incipient impregnation. The samples were analyzed by several techniques such as: plasma- emission spectrometry (ICP- EAS), N2 physical adsorption by BET method, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), transmission electronic microscopy (TEM), hydrogen chemisorption and Infrared Spectroscopy of adsorbed pyridine. The catalysts were evaluated using a fixed bed reactor in the Fischer-Tropsch synthesis. For the iron samples, with the same metal content and different supports, it was observed that the MCM-41 sample presented the lowest reduction level. Among the iron samples supported in KL zeolite, the 5% Fe/KL sample presented the largest reduction level. It was observed by transmission electronic microscopy that the iron particles diameter measured around 6 nm. For the cobalt samples, it was observed that the reduction temperature of the MCM-41 supported was the highest one. The 5% Co/KL sample presented the largest reduction level. It was observed by TEM that the cobalt particles presented diameters in the range from 8 to 20 nm. It was verified that the catalyst with the largest iron percentage promoved the highest CO conversion. The products distribuition was shifted to light fractions. It was observed similar conversions to iron catalysts supported in the KL zeolite and in the MCM- 41 mesoporous molecular sieve. The iron catalysts were more active than the cobalt ones in the CO conversion, but tha cobalt catalysts promoted a higher content of diesel fraction and lesser light fractions.