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 2016-03-16T13:55:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / CAPES / Os metais resultantes das atividades antropogênicas e a elevada quantidade de resíduos gerados pelas atividades industriais e de agricultura, têm contaminado o meio ambiente e a cadeia alimentar, afetando portanto a saúde humana. Com o fim de minimizar esses efeitos negativos, várias pesquisas têm sido direcionadas para identificar processos capazes de converter os resíduos em materiais de alto valor comercial. Visando a converter a casca de arroz em um material de alto valor comercial, tal como um adsorvente, neste trabalho, descreveu-se a preparação de diversos sólidos baseados nesse resíduo. As amostras foram avaliadas na adsorção do cobre em soluções aquosas modelo de águas residuais. O cobre tem sido encontrado em várias águas residuais, como resultado de atividades industriais e tem provado ser prejudicial ao ser humano. As amostras foram preparadas modificando-se a casca de arroz com hidróxido de sódio e por carbonização e pirólise da casca de arroz. Foi estudada a influência da concentração inicial, tempo de contato, agitação, temperatura e tamanho de partícula sobre capacidade adsortiva das amostras, usando soluções aquosas modelos de sulfato de cobre (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 e 1000 mg.L-1). Todos os adsorventes exibiram estrutura amorfa, sendo constituídos primariamente por carbono, oxigênio e hidrogênio; a cinza da casca de arroz mostrou ser primariamente formada por sílica. Os principais grupos funcionais nas amostras foram sílica, grupos tetrédricos SiO4, siloxanos (Si- O-Si), silanóis (Si-OH), aldeídos, cetonas e aromáticos. A casca de arroz in natura não foi capaz de adsorver cobre enquanto as outras amostras mostraram ser adsorventes eficientes. Observou-se que quanto mais alta a concentração inicial da solução, mais baixa a quantidade de cobre adsorvido. A adsorção máxima tanto pela casca de arroz modificada (sem agitação) quanto pela cinza da casca de arroz (com agitação) foi obtida após 3 h. O tamanho de partícula não influenciou a remoção de cobre enquanto a maior remoção de cobre ocorreu a 25 °C. O adsorvente mais promissor foi a cinza da casca de arroz, que mostrou a mais alta capacidade adsortiva. O modelo de Langmuir mostrou-se adequado para descrever a adsorção do cobre por todas as amostras enquanto o modelo de Temkin foi o mais adequado para descrever a adsorção pela cinza da casca de arroz. O estudo mostrou que a casca de arroz pode ser convenientemente usada para produzir adsorbentes eficientes, capazes de remover cobre de águas residuais. / Metals resulting from anthropogenic activities and the high amount of waste generated by industrial and agricultural activities have contaminated the environment and the food chain, thus affecting human health. In order to minimize these negative effects, several researches have been addressed to find processes able to convert the wastes in high value materials. Aiming to convert rice husk to a high value material, such as an adsorvent, the preparation of several solids based on this waste was described in this work. The samples were evaluated in the adsorption of copper in aqueous solutions as models of wastewaters. Copper has been found in several wastewaters as a result of industrial activities and had been proven to be harmful to human being. Samples were prepared by modifying rice husk with sodium hydroxide and by carbonization and pirolysis of rice husk.The influence of initial concentration, contact time, agitation, temperature and particle size on the adsorption capacity of the samples was studied using aqueous model solutions of copper sulfate (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 and 1000 mg.L-1). All adsorbents exhibited amorphous structure and were composed primarily of carbon, oxygen and hydrogen, ash rice husk was mostly made of silica. The main functional groups in the samples were silica, SiO4 tetrahedra, siloxanes (Si-O-Si), silanol (Si-OH), aldehydes, ketones and aromatics. Fresh rice husk was not able to adsorb copper while the other samples had proven to be efficient adsorbents. It was observed that the higher the initial concentration of the solution of copper, the smaller the amount of adsorbed copper. The maximum adsorption by both modified rice husk (without agitation) and for rice husk ash (with agitation) was obtained after 3 h. The particle size had no influence on the copper removal while the highest removal of copper occurred at 25 °C. The most promising adsorvent was the rice husk ash which showed the highest adsorption capacity. The Langmuir model is suitable for describing copper adsorption for all samples while the Temkin model was most suitable for describing the rice husk ash. The study had shown that rice husk can be conveniently used for producing efficient adsorbents able to remove copper from wastewaters.

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.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-13T19:21:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T16:37:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T16:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Neste trabalho catalisadores a base de perovskitas LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5 e 1,0) e misturadas com SiO2 foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas na reforma seca do CH4 em presença de O2 (Oxi-CO2). As perovskitas foram sintetizadas pela rota dos citratos, misturadas com sílica e caracterizadas através das técnicas de TGA, DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO e EDS. Os difratogramas das amostras apresentaram picos característicos das fases perovskita e amorfa SiO2 (amostras misturadas), indicando que o método de síntese além de simples foi satisfatório. Os precursores não substituídos apresentaram morfologia lamelar, enquanto a substituição com Co conduziu a sólidos com partículas aglomeradas e uniformes, com forma levemente esférica. A análise de XRF indicou que as perovskitas apresentaram estequiometria desejada. A mistura das perovskitas com a SiO2 possibilitou a obtenção de material com área específica mais elevada que o precursor puro.Perfis de TPR- H2 mostraram que a substituição do Ni pelo Co dificulta a redutibilidade das espécies, aumentando a temperatura dos eventos de redução, porem as análises de TPSR indicaram que os mesmos apresentaram-se ativos para a Oxi-CO2. Os testes catalíticos de longa duração apresentaram boa conversão e seletividade ao gás de síntese, obtendo-se razão H2/CO de acordo com a estequiometria da reação. A análise de EDS pós-teste catalítico não foi conclusiva em relação à formação de carbono ao longo da reação, porém as análises de TPO, MEV e TG só constataram deposição de carbono no precursor LaNiO3, evidenciando que a mistura mecânica com SiO2 e a substituição parcial do Ni pelo Co contribuíram para formação de sistemas catalíticos mais estáveis e resistentes à deposição de carbono na superfície catalítica, no período do teste. A utilização de precursores perovskitas com composição LaNi1-xCoxO3 e LaNi1-xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) na Oxi-CO2 reforma do CH4, aliado a condições adequadas é promissor para obtenção de gás de síntese. / In this work catalysts based on perovskites LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5; 1,0) and mixed with SiO2 were synthesized, characterized and appraised in the dry form of CH4 in presence of O2 (Oxy-CO2).The perovskites were synthesized by the route of citrates, mixed with silica and characterized through the techniques of de TGA, DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO and EDS. The difratograms of the samples presented characteristics picks of the phases perovskite and amorphous SiO2 (mixed samples), indicating that the synthesis method besides simple, was satisfactory. The precursors no substituted presented lamellar morphology, while the substitution with Co led to solids with agglomerated particles and uniforms, with form slightly spherical. The analysis of XFR indicated that the perovskites presented wanted stoichiometry. The mixture of the perovskites SiO2 made possible to obtain materials with specific area higher than the pure precursor. Profiles of H2-TPR showed that the substitution of Ni for Co hinders the reductibility of the species, increasing the temperature of the events of reduction, but the analyzes of TPSR indicated that the same ones displayed to be active for the OXI-CO2. The catalystics tests of long term presented good conversion and selectivity to the synthesis gas, being obtaining ratio H2/CO according to the stoichiometry of the reaction. The analyze of EDS post-test catalytic was not conclusive regarding to the carbon formation during the reaction, but the analyses of TPO,MEV and TG only verified deposition of carbon in the precursor LaNiO3, evidencing that the mechanic mixing SiO2 and the partial substitution of Ni for Co contributed to formation of catalyst systems stableer and resistant to the deposition of carbon on the catalyst surface at the time of the test. The use of precursors perovskites with composition LaNi1-xCoxO3 and LaNi1- xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) in Oxy-CO2 reforming of CH4, together with suitable conditions is promising for obtaining of synthesis gas.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-29T15:57:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / CAPES / A produção de biodiesel no Brasil é hoje uma realidade, mas para que o processo seja economicamente viável faz-se necessário o aproveitamento do glicerol obtido como coproduto. Produtos mais rentáveis podem ser obtidos por diversas rotas catalíticas. A acroleína que é um intermediário químico na produção de ácido acrílico e seus polímeros pode ser obtida pela desidratação de glicerol, em fase gasosa. Esta reação é favorecida sobre catalisadores ácidos, especialmente os zeólitos. Estes materiais são aluminossilicatos microporosos, com estrutura tridimensional e acidez que pode ser ajustada pela razão molar SiO2/Al2O3. A depender da estrutura do zeólito, de sua acidez e propriedades texturais, podem ser obtidas altas conversões e seletividades na desidratação do glicerol a acroleína, em fase gasosa, mas geralmente observa-se rápida desativação pela deposição de coque. Os melhores resultados de conversão de glicerol na literatura foram obtidos com o zeólito H-β e o H-ZSM-5. Porém, apesar do zeólito ferrierita apresentar baixa conversão e da não existência de estudos exploratórios dessa topologia na literatura Kim e colaboradores apontam melhores seletividades a acroleína para o zeólito ferrieita. O zeólito ferrierita (FER) é composto estruturalmente por canais com anéis de dez membros intersectados perpendicularmente a canais formados por anéis de oito membros. A síntese hidrotérmica estática deste zeólito pode ser realizada em meio hidróxido ou fluoreto. Ademais, diferentes composições de gel de síntese são encontradas na literatura utilizando diferentes agentes direcionadores de estrutura. Neste trabalho a síntese do zeólito ferrierita foi realizada utilizando etilenodiamina, em meio hidróxido e piridina e/ou n-butilamina para o meio fluoreto, com diferentes razões molares SiO2/Al2O3. Os materiais foram caracterizados e avaliados cataliticamente na desidratação do glicerol a acroleína em fase gasosa. A utilização de ar sintético como gás de arraste, regenera sítios ácidos coqueados nas primeiras horas de teste catalítico e, mantém a conversão de glicerol e a seletividade a acroleína praticamente constantes nas demais horas de reação. A medida que aumenta a razão SiO2/Al2O3 maior a fração de sítios ácidos moderados e melhor o desempenho catalítico. A temperatura de 300ºC foi a que conduziu melhores atividades para os zeólitos obtidos nos dois meios. A medida que se aumenta o tempo espacial, maior a seletividade a acroleína. A variação da razão H2O/glicerol indicou que, mesmo com o aumento da concentração de glicerol para 50%, se obteve resultados de conversão e seletividades próxima àquelas da solução 36,6%, o que é de extrema importância no aproveitamento de glicerol. Os catalisadores obtidos em meio fluoreto apresentaram ativos na desidratação do glicerol, mesmo apresentando menor densidade total de sítios ácidos. Além disso, estes catalisadores após teste catalítico apresentam baixa desativação e pouca percentagem de coque deposita / Biodiesel production in Brazil is a reality, but that the process is economically viable it is necessary the use of glycerol obtained as co-product. Various catalytic routes can obtain most profitable products. The acrolein, which is a chemical intermediate in the production of acrylic acid and its polymers, can be obtained by dehydration of glycerol in the gas phase. This reaction is favored over acid catalysts, especially zeolites. These materials are microporous aluminosilicates with three dimensional structure and acidity can be adjusted by the SiO2/Al2O3 molar ratio. Depending on the zeolite structure, acidity and textural properties can be obtained in high conversions and selectivities dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase, but typically observed rapid deactivation by coking. The best conversion of glycerol results in the literature have been obtained with H-β zeolite and H-ZSM-5. However, despite the ferrierite zeolite have low conversion and lack of exploratory studies of this topology in literature Kim et al. point out best selectivities for acrolein ferrieita zeolite. The zeolite ferrierite (FER) consists structurally by channels with rings ten members intersected perpendicularly to channels formed by rings of eight members. The static hydrothermal synthesis of the zeolite can be performed in the middle hydroxide or fluoride. Furthermore, different synthesis gel compositions are found in the literature using different drivers agents structure. In this paper the synthesis of zeolite ferrierite as performed using ethylenediamine in the middle hydroxide and pyridine and/ or n- butylamine in fluoride medium with different SiO2/Al2O3 molar ratios. The materials were characterized and evaluated in the catalytic dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase. The use of synthetic air as carrier gas, regenerates the coque in the acid sites in the early hours of catalytic test and keeping the conversion of glycerol and the selectivity to acrolein nearly constant in the remaining hours of reaction. As increases the SiO2/Al2O3 higher the fraction of moderate acid sites and the best catalytic performance. The temperature was 300°C led to the best activities for the zeolites obtained in two ways. As one increases the space time, the higher the selectivity to acrolein. The variation of the ratio H2O/glycerol indicated that even with increasing glycerol concentration for 50% conversion was obtained results and those of the next solution selectivity 36.6%, which is extremely important in the use of glycerol. The catalysts obtained in medium fluoride had assets in glycerol dehydration, even with lower total density of acid sites. Further, these catalysts after the catalytic test and deactivation have low low percentage of deposited coke.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314870.pdf: 2024807 bytes, checksum: 2b4c7c55d923e27240533c813fbbf91d (MD5) / Esta dissertação apresenta o estudo do modelo catalítico monômero-monômero, também conhecido como modelo AB, com a adição do mecanismo de Eley-Rideal (ER) para a espécie A. Monômeros imediatamente após adsorvidos podem reagir com um primeiro vizinho de espécie diferente, formando o dímero AB. Além disso, temos a possibilidade de reação pelo mecanismo ER, onde uma partícula A adsorvida reage com um monômero A em forma gasosa. Todas as reações são instantâneas e ocorrem com probabilidade igual a um, o parâmetro de controle é a probabilidade de que a próxima partícula a ser adsorvida seja do tipo A. Analisamos o modelo através de métodos de campo médio nas aproximações de sítios e pares. Também estudamos o modelo através de simulações com o método de Monte Carlo, efetuando análise de escala de tamanho finito e um estudo da razão dos momentos do parâmetro de ordem. Encontramos um diagrama de fases com um estado absorvente onde a rede fica completamente coberta por monômeros do tipo B. Encontramos o ponto crítico da transição e também a razão entre os expoentes críticos estáticos B e V1.<br> / Abstract : We present here a study on the well known monomer-monomer lattice model, sometimes called AB model, with the addition of an autocatalytic reaction for the A species through the Eley-Rideal mechanism. Immediately after adsorption monomers can react with a first neighbor of a diferent species, producing an AB dimer. In addition we have the possibility of an A adsorbed monomer to react with another non-adsorbed gaseous A monomer. All reactions occur instantly with probability one. We have as the order parameter the probability that the next particle arriving at the lattice belongs to the A species. We used site and pair mean field approximations, Monte Carlo simulations, as well as finite size scaling and an analysis of the order parameter moments ratios. We determined the phase diagram, which contains an absorbing state where the lattice is fully occupied by B particles. We also found the critical point to the absorbing state, and we determined the static critical exponents ratio B_V1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:32:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303782.pdf: 2306364 bytes, checksum: 9391654f34064c1b6cb18a74c3ecedbb (MD5) Previous issue date: 2005 / A indústria têxtil utiliza um grande volume de água durante os processos, gerando um volume bastante elevado de água residuária com elevada carga orgânica; sendo que os compostos presentes são em sua grande maioria não-biodegradáveis. Processos oxidativos Avançados (POAs) são baseados na geração de radicais hidroxil OH· que possuem um potencial de oxidação superior ao do ozônio e reagem rápida e não- seletivamente com inúmeros compostos orgânicos. O reagente Fenton é um Processo Oxidativo Avançado (POA); em que há a geração de radicais hidroxil a partir da decomposição catalítica de peróxido de hidrogênio por íons ferro e que vem sendo largamente utilizado no tratamento de contaminantes em soluções aquosas. Neste trabalho foi utilizado o reagente Fenton modificado no tratamento de um efluente têxtil real, usando um catalisador heterogêneo para decompor peróxido de hidrogênio e produzir radicais hidroxil. A eficiência do processo Fenton heterogêneo foi comparada àquela do processo Fenton homogêneo. No tratamento de efluentes têxteis pelo processo Fenton homogêneo, os resultados mostraram que a remoção de cor é bastante rápida. A remoção máxima de DQO com mínimo custo foi obtida na relação mássica [Fe]T:[H2O2] igual a 400mg/1000mg. As análises de DBO e toxicidade aguda mostraram que os compostos remanescentes são biodegradáveis e não tóxicos. Em virtude do grande volume de lodo gerado durante o processo Fenton Homogêneo; foi proposta a degradação do efluente têxtil por um processo heterogêneo em que a fonte de ferro utilizada foi um compósito Fe2O3/carvão mineral adsorvente, com o objetivo de eliminar a etapa de coagulação após a reação Fenton. Os resultados mostraram que o compósito pode ser utilizado como catalisador para a decomposição do peróxido de hidrogênio para produzir radicais hidroxil, que decompõem os compostos orgânicos presentes no efluente têxtil. A cinética de decomposição do peróxido de hidrogênio foi descrita de acordo com o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood e é aproximadamente independente do pH.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-29Bitstream added on 2014-11-10T11:57:27Z : No. of bitstreams: 1 000790774_20190525.pdf: 658273 bytes, checksum: f382ebe8654717802e0d60ef1636f6b8 (MD5) / Neste trabalho foram investigadas a síntese, caracterização estrutural e espectroscópica e a análise do potencial catalítico de catalisadores do tipo perovskita SrTiO3 e das perovskitas duplas de Sr1-xKxTiCux/2O3, onde x = 0,2 , 0,3 e 0,5, na preparação do biodiesel via rota etílica. A partir da estrutura hospedeira do titanato de estrôncio SrTiO3 foram investigadas as soluções sólidas contendo átomos de cobre e potássio com as seguintes estequiometrias: Sr0,8K0,2TiCu0,1O3, Sr0,7K0,3TiCu0,15O3 e Sr0,5K0,5TiCu0,25O3, preparadas por síntese química pelo método Poliol Modificado. Os sistemas investigados foram avaliados utilizando as técnicas de análise térmica (ATG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho. Os parâmetros estruturais dos sistemas investigados foram determinados pelo refinamento utilizando o método de Rietveld, considerando o grupo espacial Pm m. A partir da determinação dos parâmetros cristalográficos foi construída a célula unitária do SrTiO3 utilizando o programa Diamond 3.2. O estudo catalítico foi realizado a partir da catálise heterogênea, com a adição das nanopartículas em solução contendo óleo vegetal e álcool etílico. O processo de transesterificação foi realizado em um reator de escala laboratorial, desenvolvido junto ao Laboratório de Compósitos e Cerâmicas Funcionais, com sistema de agitação e temperatura controlada. Neste processo, os principais produtos formados foram o biodiesel e o glicerol residual. Ao longo da execução dos experimentos foram controlados os parâmetros do processo, como o tempo da reação, concentração do catalisador, temperatura e o grau de agitação. Ao final da reação foi possível filtrar o catalisador e reprocessá-lo para uma nova reação, recuperar o álcool etílico e calcular o rendimento ... / In this work was investigated the synthesis, structural and spectroscopic characterization and the analysis of the catalytic potential of SrTiO3 of perovskita structure and of perovskites doubles Sr1-xKxTiCux/2O3, where x = 0.2, 0.3 and 0.5, in the biodiesel preparation by ethyl route. From the host structure of strontium titanate SrTiO3 were investigated solid solutions containing copper and potassium atoms with the following stoichiometry: Sr0.8K0.2TiCu0.1O3, Sr0.7K0.3TiCu0.15O3 and Sr0.5K0.5TiCu0.25O3, prepared by chemical synthesis using Modified Polyol method. The systems investigated were evaluated using the techniques of thermal analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR). The structural parameters of the investigated systems were determined by the refinement using the Rietveld method, considering the space group Pm m. From the determination of the crystallographic parameter was build the of unit cell of the SrTiO3 using the program Diamond 3.2. The catalytic study was performed from heterogeneous catalysis, with addition of nanoparticles in solution containing vegetable oil and ethyl alcohol. The transesterification process was carried out in a reactor laboratory scale, developed at the LaCCeF, with stirring and controlled temperature. In this process the main products were biodiesel and residual glycerol. During the experiments were controlled the process parameters such as reaction time, catalyst concentration, temperature and stirring degree. In the end of the catalysis reaction was possible to filter and reprocess it to a new reaction, recover the ethanol and calculate the yield of biodiesel from the characterization by gas chromatography coupled to mass spectrometry. The results showed that the Sr0.5K0.5TiCu0.25O3 catalyst is the most efficient for obtention of biodiesel presenting a high conversion in the ...

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-23Bitstream added on 2014-12-02T11:21:20Z : No. of bitstreams: 1 000796555.pdf: 3093821 bytes, checksum: 2d306bdb812b5aba2e602ba6070d07ec (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a síntese e a caracterização de pós de aluminato de cobalto, com estrutura espinélio, avaliando a evolução da microestrutura, dos parâmetros cristalográficos, das ligações químicas, das propriedades eletrônicas e das cores apresentadas pelos materiais em função da temperatura de calcinação dos pós. A influência da diminuição de íons Al+3 nas propriedades do sistema também foi investigada. Ainda, analisou-se o potencial catalítico dos aluminatos preparados na síntese de biodiesel e o potencial fotocatalítico do CoAl2O4, e do CoAl2O4 na presença de carbono ativado, CoAl2O4/CA, na degradação do corante azul de metileno. Pós de aluminato de cobalto estequiométrico, CoAl2O4, e com estequiometrias CoAl1,875O4- e CoAl1,875O4-, foram preparados pelo método poliol modificado e calcinados em diferentes temperaturas. Os pós foram caracterizados por medidas de análises térmicas (TG/DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman e espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Visível. Os resultados mostraram uma forte influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos pós sintetizados, sendo que o aluminato de cobalto é formado, em maior quantidade, a 1000 °C. Por outro lado, a diminuição da quantidade de íons Al+3 dificulta a formação dessa fase. Os espectros de absorção na região do infravermelho e de espalhamento Raman dos pós apresentaram bandas abaixo de 800 cm-1 relacionadas às vibrações das ligações Co–O e Al–O. Através dos refinamentos da estrutura pelo método de Rietveld verificou-se um pequeno grau de inversão da estrutura espinélio, confirmado também a partir das análises espectroscópicas. Os valores de energia de band gap estimados, usando a equação de Kubelka-Munk, e o método gráfico de Tauc estão ... / This work describes the synthesis and characterization of cobalt aluminate powder with spinel structure, evaluating the evolution of the microstructure, crystallographic parameters, chemical bonds, electronic properties and of colors presented by materials as a function of the calcination temperature of powders. The influence of decrease of Al+3 ions in the system properties was also investigated. It was analyzed the catalytic potential of the aluminates for the synthesis of biodiesel. Also, it was analyzed the photocatalytic potential of the CoAl2O4, as well as of the CoAl2O4 in the presence of activated carbon (CoAl2O4/CA) in the degradation of methylene blue dye. Powders of stoichiometric cobalt aluminate, CoAl2O4, and non-stoichiometric, CoAl1,875O4- and CoAl1,75O4-, were prepared by modified polyol method and calcined at different temperatures. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy and Diffuse Reflectance spectroscopy in the UV-Visible region. The results showed a strong influence of the temperature of calcination over the properties of the powders. The cobalt aluminate is formed in larger quantities at 1000 °C. On the other hand, the decreasing of the amount of Al+3 ions difficults the formation of this phase. Infrared and Raman spectra of the powders showed bands below 800 cm-1 related to the vibrations of Co–O and Al–O bonds. From Rietveld structural refinement was found a small degree of spinel inversion structure also confirmed by spectroscopic analyzes. The values of band gap energy derived using Kubelka-Munk equation and Tauc graphic method are between 1.5-1.9 eV. The infrared spectra of the products of the catalytic reaction for biodiesel production showed slight modifications compared to the spectrum of the oil used as reagent, which may be indicative of the formation of biodiesel. The greater efficiency ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-08Bitstream added on 2014-06-13T19:55:53Z : No. of bitstreams: 1 vasconcellos_a_me_sjrp.pdf: 3559439 bytes, checksum: 7626ad7d7fb3ecc2909ae46dc06812db (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os principais objetivos do presente trabalho de pesquisa são a síntese de novos catalisadores zeolíticos, a avaliação de seus usos como possíveis matrizes para imobilização enzimática, e o uso desse complexo zeólita/enzima como catalisador para produção de biodiesel. Inicialmente foram sintetizadas duas classes de zeólitas: faujasita (FAU) e gismondina (GIS), em suas formas sódicas, e estas zeólitas foram convertidas para as formas Cu2+, Ni2+ e Zn2+ por troca iônica. Na sequência foi avaliado o potencial desses materiais zeolíticos para imobilização e atividade lipolítica da enzima (Lipase de Rhizomucor miehei) na reação de hidrólise do p-nitrofenil palmitato (pNPP) a p-nitrofenol (pNP). Os estudos de imobilização foram feitos variando os parâmetros térmicos do pré-tratamento do suporte zeolítico e o meio catiônico dominante. Os resultados obtidos mostraram que dos 16 suportes avaliados para imobilização enzimática, todos se mostraram capazes de imobilizar a enzima em questão e produzir atividade catalítica, no entanto, o melhor compromisso entre imobilização e atividade enzimática foi obtido pelo complexo LIPASE/GIS/Ni2+ pré-tratada a 200ºC. Este complexo que imobilizou 11,2 ± 0,6% da quantidade de enzima da solução e obteve uma atividade de 13,278 U/mg-suporte. Para as reações de transesterificação foram usados como catalisadores as zeólitas puras (GIS/Ni2+ e GIS/Zn2+), enzimas livres (Lipases de Rhizomucor miehei) e enzimas imobilizadas sobre as zeólitas (LIPASE/GIS/Ni2+ e LIPASE/GIS/Zn2+) para a produção de biodiesel a partir do óleo vegetal (óleo de soja). Os resultados obtidos indicaram que os dois complexos produziram biodiesel, no entanto, o teor de ésteres metílicos de 56,2% produzidos pelo suporte LIPASE/GIS/Ni2+ mostrou que houve... / The main goals of this research work are the syntheses of new zeolitic catalysts and their use as possible solid matrices for enzyme immobilization, and the study this complex zeolite/enzyme as a catalyst for biodiesel production. Initially, two different zeolites were synthesized: faujasite (FAU) and gismondine (GIS). The two zeolites were first prepared in their sodic forms and thereafter they were submitted to an ion exchange process in order to the replace the extra-framework Na+ by Cu2+, Ni2+ and Zn2+. The potential of these zeolitic materials for immobilization and lipolytic activity of the enzyme (Lipase from Rhizomucor miehei) was evaluated through the hydrolysis reaction from p-nitrophenyl palmitate (pNPP) to p-nitrophenol (pNP). Several immobilization studies were performed and two main parameters were singled out for this study: the thermal parameters or thermal stability of the zeolitic support and the main dominant cationic medium. The results showed that all of the 16 prepared zeolitic supports were not only able to immobilize the enzyme, but also they were able to show significant catalytic activity. However, the best compromise between immobilization and enzymatic activity was obtained with the complex LIPASE/GIS/Ni2+ pre-treated at 200°C, since it was able to immobilize 11.2 ± 0.6% of the amount of enzymes in solution and an activity of 13.278 U/mg-support. The transesterification reactions for the production of biodiesel from vegetable oils (soybean oil) were performed with the following catalysts: zeolite pure (GIS/Zn2+ and GIS/Ni2+), free enzymes (Lipases from Rhizomucor miehei) and immobilized enzymes on zeolites (LIPASE/GIS/Zn2+ and LIPASE/GIS/Ni2+). The results indicated that two zeolite/enzyme complexes were able to produce biodiesel, but the content... (Complete abstract click electronic access below)