Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-11-05T21:41:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-11-10T11:58:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-10T11:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) Previous issue date: 2018 / O catalisador denominado SiO2-SO3H foi empregado em tr?s processos reacionais distintos: transesterifica??o, cetaliza??o e eterifica??o. Utilizado em uma propor??o de 20% (m/m) contendo tolueno, o SiO2-SO3H se mostrou muito eficiente no processo de transesterifica??o de triacilglicer?deos fornecendo glicerol e ?steres met?licos de ?cidos graxos (biodiesel) com um rendimento de 98%. Empregou-se o glicerol obtido como reagente em uma mistura com acetona, em um meio reacional livre de solventes e utilizando o SiO2-SO3H, obteve-se convers?o total e 100% de seletividade para o composto contendo o anel de 5 membros [(?)- 2,2-Dimetil-4-hidroximetil-1,3-dioxolano] conhecido como solketal, um produto qu?mico vers?til, com diversas aplica??es, na ind?stria de cosm?tico e farmac?utica, al?m de aditivo para diesel com a finalidade de reduzir o ponto de congelamento, melhorar as propriedades lubrificantes e aumentar a pot?ncia anti-detonante. Posteriormente realizou-se o processo de eterifica??o do solketal, empregando o catalisador SiO2-SO3H, levando a forma??o do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], ??ter de di-solketal?, precursor do diglicerol, importante emulsificante das ind?strias farmac?utica e aliment?cia com 98% de rendimento. A eterifica??o do solketal foi tamb?m promovida empregando o catalisador denominado SiO2-Nb levando a forma??o do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], ??ter de di-solketal? com um rendimento de 96%. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2018. / The catalyst called SiO2-SO3H was at the forefront of several distinct reaction processes: transesterification, ketalization and etherification. Used at a ratio of 20% (m / m) to toluene, SiO2 -SO3H became very efficient in the transesterification process of triacylglycerides, providing glycerol and fatty acid methyl esters (biodiesel) in 98% yield. The glycerol was used as reagent in a mixture with acetone, in a solvent-free reaction medium and in the use of SiO2 -SO3H, obtained and 100% total resolution for the compound with the 5-membered compound [(?) - 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane], known as solalto, a versatile chemical with various applications in the cosmetic and pharmaceutical industry, as well as a diesel additive for freezing purpose, lubricants and increase anti-detonating power. Subsequently, the sputtering determination was carried out using the SiO2 -SO3H catalyst, leading to the formation of 4,4 '- [oxybis (methylene)] bis (2,2-dimethyl-1,3-dioxolane)], di-solketal, precursor of diglycerol, a major emulsifier of the pharmaceutical and food industries in 98% yield. The etherification of the solketal was also promoted using the catalyst called SiO2-Nb leading to the formation of 4,4 '- [oxybis (methylene)] bis (2,2-dimethyl-1,3-dioxolane)], di -solketal "in 96% yield.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-09T17:09:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - CLÁUDIO TARANTO.pdf: 18450159 bytes, checksum: 76f9d1c02e4cdba72b38d11a61fcc786 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-09T17:15:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - CLÁUDIO TARANTO.pdf: 18450159 bytes, checksum: 76f9d1c02e4cdba72b38d11a61fcc786 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-09T17:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - CLÁUDIO TARANTO.pdf: 18450159 bytes, checksum: 76f9d1c02e4cdba72b38d11a61fcc786 (MD5) / Considerando a busca por tecnologias mais limpas e sustentáveis, o hidrogênio surge como uma das fontes de energia mais práticas e sustentáveis do futuro. Esse combustível é obtido comercialmente pela reforma de gás natural, seguido de uma etapa de purificação, conhecida como conversão de monóxido a dióxido de carbono com vapor d’água (reação de HTS, High Temperature Shift). Os catalisadores comerciais empregados nessa reação são constituídos por hematita (-Fe2O3) contendo cromo hexavalente, um íon tóxico aos seres humanos e ao meio ambiente. Por essa razão, diversas pesquisas têm sido desenvolvidas visando a substituir o cromo nesses sólidos. Com o objetivo de otimizar as propriedades de catalisadores baseados em hematita contendo alumínio (Fe/Al=10) e cobre (Fe/Cu=10) para a reação de HTS, neste trabalho, estudou-se o efeito do agente precipitante sobre as propriedades desses sólidos. As amostras foram preparadas através do processo sol-gel, misturando-se soluções de nitrato férrico e nitrato de alumínio e usando diferentes agentes precipitantes (hidróxido de sódio e hidróxido de amônio), seguida de impregnação com solução alcoólica de cobre. Os sólidos foram caracterizados por termogravimetria, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medida de área superficial específica e de porosidade, redução à temperatura programada e espectroscopia Mössbauer. Os catalisadores foram avaliados na reação de HTS a 1 atm e 400 °C. Observou-se a formação da hematita e magnetita nos catalisadores antes e após a reação, respectivamente, não se detectando nenhuma outra fase. Os dopantes foram inseridos na rede do óxido de ferro, o que pode ser explicado pela similaridade dos raios iônicos das espécies Cu+2, Al+3 e Fe+3; esse processo foi facilitado pelo hidróxido de amônio. Quando presentes isoladamente, o alumínio e o cobre aumentaram a área superficial específica dos sólidos obtidos com hidróxido de amônio mas o hidróxido de sódio inibiu a ação textural do cobre e alumínio, juntos ou isoladamente. O hidróxido de amônio favoreceu o desenvolvimento de mesoporos interparticulares nos sólidos macroporosos obtidos. A redutibilidade da hematita foi alterada pela presença dos dopantes e pela natureza do agente precipitante; o alumínio dificultou a formação da magnetita (Fe3O4) e do ferro metálico enquanto o cobre e o hidróxido de amônio facilitaram esses processos. Dessa forma, a presença simultânea dos dopantes favoreceu a formação da fase ativa (magnetita) e a estabilidade do catalisador, retardando sua desativação pela formação de ferro metálico. Todos os catalisadores foram ativos na reação de HTS, mas aqueles contendo cobre, e obtidos com hidróxido de sódio, foram os mais ativos, devido a um aumento na atividade dos sítios ativos e à maior facilidade de formação da fase ativa (magnetita). O papel do alumínio foi relacionado ao aumento da resistência dos catalisadores à redução da fase ativa. O catalisador mais promissor foi aquele preparado com hidróxido de sódio, que apresentou elevada atividade (10,68 x 10-7 mol.s-1.g-1) e alta resistência à redução da fase ativa (magnetita), com a vantagem de não ser tóxico, podendo ser manuseado e descartado sem risco à saúde humana e ao meio ambiente. / Considering the search for cleaner and more sustainable technologies, hydrogen emerges as one of the most practical and sustainable energy source in the future. This fuel is commercially obtained by natural gas reforming, followed by a purification step known as the water gas shift reaction at high temperatures (HTS, High Temperature Shift). The commercial catalysts for this reaction are composed of hematite (-Fe2O3) containing hexavalent chromium, a toxic ion to humans and the environment. For this reason, many studies have been carried out aiming to replace chromium in these solids. In order to optimize the properties of catalysts based on hematite containing aluminum (Fe/Al= 10) and copper (Fe/Cu= 10) for the HTS reaction, the effect of precipitating agent on the properties of these solids was studied in this work. Samples were prepared by sol-gel process by mixing solutions of iron nitrate and aluminum nitrate and using different precipitating agents (sodium hydroxide and ammonium hydroxide) and impregnated with an alcoholic solution of copper. The solids were characterized by thermogravimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, specific surface area and porosity measurement, temperature programmed reduction and Mössbauer spectroscopy. The catalysts were evaluated in the HTS reaction at 1 atm and 400 °C. It was found hematite and magnetite in the catalysts before and after reaction, respectively and no other phase was detected. The dopants were found to be into the iron oxide lattice, a fact that was explained by the similarity of the ionic radii of Cu+2, Al+3 and Fe+3 species, this process being facilitated by ammonium hydroxide. Aluminum and copper alone increased the specific surface area of the solids obtained with ammonium hydroxide but sodium hydroxide inhibited the textural action of copper and aluminum, together or separately. Ammonium hydroxide favored the development of nterparticlemesopores in the macroporous solids obtained. The reducibility of hematite was changed by the dopants and by the kind of the precipitating agent, aluminum hindering the formation of magnetite (Fe3O4) and metallic iron while copper and ammonium hydroxide facilitated this process. Therefore, the dopants favored the formation of active phase (magnetite) and the catalyst stability, delaying its deactivation through the formation of metallic iron. All catalysts were active in HTS reaction, those containing copper and obtained with sodium hydroxide being the most active ones, due to increase in the activity of the active sites and the ease of formation of active phase (magnetite). The role of aluminum was related to increased resistance to reduction of the active phase. The most promising catalyst was the one prepared with sodium hydroxide, which showed high activity (10.68 x 10- 7 mol.s-1.g-1) and high resistance against the reduction of the active phase (magnetite), with the advantage of being non-toxic and can be handled and disposed without risk to human health and the environment.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-17T15:34:46Z No. of bitstreams: 1 _ TESE_ - Soraia Jesus de Oliveira - Versão Final com ficha catalográfica OK.pdf: 3092511 bytes, checksum: 4de5ad2f3ebfbeb60d029db00c51c206 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-19T12:43:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 _ TESE_ - Soraia Jesus de Oliveira - Versão Final com ficha catalográfica OK.pdf: 3092511 bytes, checksum: 4de5ad2f3ebfbeb60d029db00c51c206 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T12:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _ TESE_ - Soraia Jesus de Oliveira - Versão Final com ficha catalográfica OK.pdf: 3092511 bytes, checksum: 4de5ad2f3ebfbeb60d029db00c51c206 (MD5) / FAPESB / A desidrogenação catalítica do etilbenzeno em presença de vapor d´água é, sem dúvida, a principal via de produção de estireno, um produto de alto valor comercial, amplamente utilizado na manufatura de borrachas e vários polímeros. Os catalisadores típicos comerciais são baseados em hematita (-Fe2O3) contendo óxido de cromo e óxido de potássio, que atuam como promotor textural e estrutural, respectivamente. Estes sistemas possuem diversas vantagens, tais como baixo custo e elevada resistência a venenos, mas apresentam algumas desvantagens, tais como a perda de potássio durante a reação, provocando a desativação do catalisador e a toxicidade do óxido de cromo. Visando a superar esses problemas, neste trabalho, foram preparados catalisadores de hematita dopada com magnésio, que foram avaliados na desidrogenação de etilbenzeno, a fim de obter sistemas isentos de cromo e de potássio para essa reação. Os catalisadores (Mg/Fe (molar)= 0; 0,01; 0,03; 0,06; 0,09 e 0,10) foram preparados por hidrólise simultânea de nitrato de ferro e de nitrato de magnésio, com hidróxido de amônio à temperatura ambiente, seguido de aquecimento a 600 °C. Os catalisadores foram caracterizados por análise química, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, espectroscopia Mössbauer, medidas de área superficial específica, redução à temperatura programada e espectroscopia fotoeletrônica de raios X. Nas amostras com baixos teores de magnésio (Mg/Fe= 0,01 e 0,03) foram obtidos magnésia e cristais de hematita de 69 e 63 nm, respectivamente, enquanto na amostra com Mg/Fe= 0,06 foram produzidos cristais de hematita de 124 nm, co- existindo com ferrita de magnésio. Por outro lado, nas amostras mais ricas em magnésio (Mg/Fe= 0,09 e 0,1) foram obtidos cristais de hematita de 57 e 61 nm, respectivamente, co-existindo com magnésia e ferrita de magnésio. A adição de magnésio a catalisadores de hematita alterou a área superficial específica dos sólidos; a magnésia atua como um espaçador na produção de pequenos cristais de hematita. O magnésio também diminuiu a temperatura de redução da hematita mas não se observou uma tendência regular com o seu conteúdo. Em todos os catalisadores, o magnésio tende a depositar-se na superfície e este efeito aumenta com o seu teor, gerando superfícies sólidas parcialmente cobertas com magnésia e/ou ferrita de magnésio. Todos os catalisadores dopados com magnésio foram mais ativos que a hematita na desidrogenação de etilbenzeno, em presença de vapor d´água e seletiva ao estireno. A atividade e a seletividade da hematita variaram de forma irregular com o teor de magnésio, um fato que pode ser relacionado com as diferentes fases nos sólidos. Foi proposto que a magnésia atua como promotor textural, levando à produção de pequenos cristais de hematita, que são cataliticamente mais ativos, enquanto a ferrita de magnésio aumenta a atividade dos sítios de ferro devido às interações eletrônicas na estrutura do espinélio. A combinação destes efeitos conduz à formação do catalisador mais ativo (Mg/Fe= 0,9), consistindo de hematita parcialmente coberta por magnésia e ferrita de magnésio. Ele tem a vantagem de não ser tóxico, sendo promissor para aplicações comerciais. Além disso, o catalisador com o mais baixo teor de magnésio (Mg/Fe= 0,1), consistindo de hematita parcialmente coberta por magnésia, também é atrativo para aplicações comerciais, devido à sua elevada selectividade (quase 100%), o que pode evitar a reciclagem do etilbenzeno e as operações de separação, levando a uma redução nos custos operacionais / Catalytic ethylbenzene dehydrogenation in the presence of steam is by far the main route for the production of styrene, a high value chemical, widely used in the manufacture of several rubbers and polymers. The typical commercial catalysts are based on hematite (-Fe2O3) containing chromium oxide and potassium oxide which act as textural and structural promoter, respectively. These systems have several advantages such as low cost and high resistance to poisons but have some disadvantages such as potassium loss during reaction, leading to the catalyst deactivation and the toxicity of chromium oxide. In order to overcome these drawbacks, magnesium-doped hematite catalysts were prepared and evaluated in ethylbenzene dehydrogenation in this work, aiming to get chromium and potassium- free catalysts for the reaction. The catalysts (Mg/Fe (molar)= 0; 0.01, 0.03, 0.06, 0.09 and 0.10) were prepared by simultaneous hydrolysis of iron nitrate and magnesium nitrate with ammonium hydroxide at room temperature, followed by heating at 600 °C. The catalysts were characterized by chemical analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, specific surface area measurements, temperature programmed reduction and X-ray photoelectronic spectroscopy. For the poorest-magnesium samples (Mg/Fe = 0.01 and 0.03) both magnesia and hematite crystals of 69 and 63 nm, respectively, were found while for the sample with Mg/Fe= 0.06 hematite crystals of around 124 nm were produced, coexisting with magnesium ferrite. Conversely, for the richest-magnesium samples (Mg/Fe = 0.09 and 0.1) hematite crystals of 57 and 61 nm, respectively, were found co-existing with magnesia and magnesium ferrite. The addition of magnesium to hematite-based catalysts changes the specific surface area of the solids, magnesia acts as a spacer to produce small crystals of hematite. Magnesium also decreases the reduction temperature of hematite but no regular tendency with its content was found. For all catalysts, magnesium tends to deposit on the surface, this effect increases with its amount, generating solid surfaces partially coated with magnesia and/or magnesium ferrite. All magnesium-doped catalysts were more active than pure hematite in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of steam and selective to styrene. The activity and selectivity of hematite vary irregularly with magnesium content, a fact that can be related to the different phases in the solids. It was proposed that magnesia acts as textural promoter, leading to production of small crystals of hematite, which are catalytically more active while magnesium ferrite increases the activity of iron sites due to electronic interactions in the spinel structure. The combination of these effects leads to the most active catalyst (Mg/Fe = 0.9), consisting of hematite partially covered by magnesia and magnesium ferrite. It has the advantage of not being toxic and then is promising for commercial applications. In addition, the magnesium-poorest catalyst (Mg/Fe = 0.1), consisting of hematite partially covered by magnesia, is also attractive for commercial application due to its high selectivity (almost 100%), which could prevent ethylbenzene recycle and separation operations, leading to a reduction in operating costs.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-22T13:52:31Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL.pdf: 3692054 bytes, checksum: b5b71f5f7c08c260cdbbe30893d2de24 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-23T13:31:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE FINAL.pdf: 3692054 bytes, checksum: b5b71f5f7c08c260cdbbe30893d2de24 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-23T13:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE FINAL.pdf: 3692054 bytes, checksum: b5b71f5f7c08c260cdbbe30893d2de24 (MD5) / CNPq / Nos últimos tempos, a intensa atividade humana levou a um aumento da disposição de resíduos agrícolas no meio ambiente. Visando encontrar novas aplicações para eles estudou- se, neste trabalho, o efeito do agente ativador (cloreto de cálcio, magnésio, cobre e ferro) e da temperatura de carbonização/ativação sobre as propriedades físico-químicas de carvões ativados preparados a partir do mesocarpo de coco verde. Essas propriedades dependem amplamente dos métodos de preparação e podem ser ajustadas durante essa etapa. As amostras foram obtidas usando uma razão biomassa/agente ativador de 2:1 e carbonizados/ativados a 600 e 800 °C, sob fluxo de nitrogênio, por 1 h. Os sólidos foram caracterizados por thermogravimetria, difração de raios X, medida da área superficial específica e porosidade, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Ramam, microscopia eletrônica de varredura, dessorção à temperatura programada, espectroscopia fotoeletrônica de raios X e determinação do ponto de carga zero. Foram obtidos carvões ativados com diferentes propriedades texturais, que variaram com o agente ativador e com a temperatura de carbonização/ativação. Observou-se a formação de carbonato de cálcio, óxido de magnésio, atacamita, paratacamita e óxido de ferro, dependendo do agente ativador, suportados em carvões ativados com baixa organização estrutural. Todos os sólidos apresentaram isotermas do tipo II, típicas de materiais macroporosos e mesoporosos com microporos associados. As isotermas apresentaram laços de histerese H1, característicos de sólidos com distribuição de poros uniformes e com formatos cilíndricos e/ou poliédrico, com as extremidades abertas. Observou-se a presença de grupos fenólicos, carboxílicos, quinônicos, lactônicos, anidridos e carbonílicos na superfície de todos os sólidos. os cloretos de ferro III e cobre II foram os agentes ativadores que promoveram uma maior quantidade de grupos superficiais nos carvões ativados, independente da temperatura de preparação. As amostras ativadas com cloreto de magnésio, cloreto de ferro III e cloreto de cobre II a 600 °C apresentaram as áreas superficiais específicas mais elevadas. Entretanto, elas decresceram com o aumento da temperatura, com exceção da amostra preparada com cloreto de ferro III, que apresentou uma área superficial específica de 471 m2.g-1 a 800 oC, indicando que esse é o agente ativador mais eficiente na preparação dos carvões ativados, para serem utilizado como suportes catalíticos. / In recent times, the intense man activity has led to an increase disposal of agricultural wastes into the environment. Aiming to find new applications for them, such as catalyst supports, the effect of the activating agent (calcium, magnesium, copper and iron chloride) and of the carbonization/activation temperature on the physicochemical properties of activated carbons, prepared from coconut mesocarp, was studied in this work. These properties largely depend on the preparation methods and can be tailored during this step. Samples were obtained by using biomass to activating agent ratio of 2:1 and carbonized/activated at 600 or 800 °C under nitrogen flow, for 1 h. The solids were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction, specific surface area and porosity measurements, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, temperature programmed desorption, X- ray photoelectron spectroscopy and point of zero charge determination. Activated carbons with different textural properties were obtained, depending on the activating agent and of the carbonization/activation temperature. It was obtained calcium carbonate, magnesium oxide, atacamite, paratacamite, or iron oxide supported on poorly organized activated carbons, depending on the activating agent. All solids showed type II isotherm, which is typical of mesoporous and macroporous materials with associated micropores. The isotherms displayed H1 hysteresis loop, characteristic of solids with uniform pore distribution and with cylindrical and/or polyhedral pores with open ends. The presence of phenolic, carboxylic, quinone, lactones, anhydrides and carbonyl groups on the surface was found for all solids. The samples activated with magnesium chloride, iron III chloride and copper II chloride at 600 °C showed the largest specific surface areas. However, they decreased with temperature increase, for the sample prepared with iron chloride, which showed a specific surface area of 471 m2.g-1 at 800 oC, indicating that this is the most effective activating agent for the preparation of activated carbons to be used as catalyst support.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-26T17:56:02Z No. of bitstreams: 1 TESE RAMOS, M S.pdf: 2946477 bytes, checksum: 8026fd4ce243b1a078f0ecbe41882b0e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T15:38:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE RAMOS, M S.pdf: 2946477 bytes, checksum: 8026fd4ce243b1a078f0ecbe41882b0e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T15:38:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE RAMOS, M S.pdf: 2946477 bytes, checksum: 8026fd4ce243b1a078f0ecbe41882b0e (MD5) / FAPESB e CNPq / Devido à crescente demanda pela diminuição dos custos de obtenção de produtos de alto valor comercial, bem como pela preservação do meio ambiente, diversos estudos têm sido conduzidos visando ao aproveitamento de resíduos de diversas origens, que são acumulados no meio ambiente. Neste contexto estudou-se, neste trabalho, a preparação de carvões ativados, a partir de resíduos industriais (resinas sulfônicas exauridas) e de mesocarpo do coco, com a finalidade de empregá-los como adsorventes, catalisadores ou suportes catalíticos. Para fins de comparação, uma resina sulfônica preparada em laboratório e a resina sulfônica comercial nova foram incluídas no estudo. Em todos os casos, foi empregado o copolímero estireno- divinilbenzeno. Os carvões ativados, obtidos a partir do copolímero, foram preparados através das etapas de calcinação (250 ºC), carbonização (900 ºC), ativação física com vapor d´água (800 ºC) e funcionalização (800 ºC), enquanto os carvões ativados preparados a partir do mesocarpo do coco verde foram carbonizados e ativados físicamente (em uma única etapa) com vapor d’água e funcionalizados, em diferentes temperaturas (600 e 800 ºC). As amostras foram caracterizadas por termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios X, medida da área superficial específica e porosidade, redução termoprogramada, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia Raman. Todas as amostras, obtidas a partir do copolímero, foram sólidos macroporosos contendo mesoporos e microporos e com áreas superficiais específicas elevadas, que variaram com a origem do copolímero e com os tratamentos ao longo do processo de síntese. A desordem estrutural dos carvões também variou com esses parâmetros. Em todos os casos, foram observados grupos fenólicos, carboxílicos, éster, quinonas e carbonatos. Os carvões ativados e/ou funcionalizados obtidos a partir do copolímero sintetizado em laboratório apresentaram os mais altos valores de área superficial específica (753 m2 g-1). No caso dos sólidos obtidos a partir do mesocarpo de coco verde, foram obtidos sólidos mesoporosos contendo microporos, com altas áreas superficiais específicas e com elevada organização estrutural, que variaram com os sucessivos tratamentos térmicos. O valor de área superficial específica mais elevado foi apresentado pelo carvão ativado e funcionalizado a 800 oC (527 m2 g-1). Comparando-se os carvões ativados e funcionalizados, obtidos a partir dos diferentes resíduos (resina polimérica e mesocarpo do coco), conclui-se que ambos são adequados para a obtenção de carvões ativados para emprego como adsorventes, catalisadores ou suportes catalíticos. Ambos produzem carvões ativados com áreas superficiais específicas elevadas (superiores a 527 m2 g-1) e com porosidade desenvolvida, formada por mesoporos e microporos. Dessa forma, o emprego desses materiais pode reduzir os custos de produção do carvão ativado e contribuir para a preservação do meio ambiente, pela diminuição de resíduos industriais e da agricultura, muitas vezes dispostos de forma indiscriminada. / Due to increasing demand for lower costs of obtaining products of high commercial value, as well as the preservation of the environment, many studies have been carried out addressed to the use of waste from various sources, which are accumulated in the environment. In this context, the preparation of activated carbons from industrial waste (exhausted sulfonic resins) and mesocarp of coconut was studied in this work, aiming to use them as adsorbents, catalysts or catalyst supports. For purposes of comparison, a sulfone resin prepared in the laboratory and a new commercial sulfonic resin were included in the study. For all cases, a styrene- divinylbenzene copolymer was used. The activated charcoals obtained from the copolymer were prepared through the steps of calcination (250 °C) carbonization (900 °C), physical activation using water vapor (800 °C) and functionalization (800 °C), while activated carbons prepared from the mesocarp of the coconut were carbonized and activated physically (in one step) with steam and functionalized at different temperatures (600 and 800 °C). The samples were characterized by thermogravimetry, differential thermal analysis, X-ray diffraction, specific surface area and porosity measurement, thermoprogrammed reduction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. All samples obtained from the copolymer solids were macroporous containing mesopores and micropores and with high specific surface areas, which varied with the source of the copolymer and the treatments throughout the synthesis process. The structural disorder of activated carbons also varied with these parameters. For all cases, phenolic, carboxyl, ester, carbonate and quinones groups were observed. The activated carbons and / or functionalized obtained from the copolymer synthesized in the laboratory showed the highest values of specific surface area (753 m2 g-1). For solids obtained from coconut mesocarp mesoporous solids containing microporous materials with high specific surface areas and high structural organization, which varied with the successive heat treatments, were obtained. The value of the highest specific surface area was shown by the activated carbon functionalized at 800 oC (527 m2 g-1). Comparing the functionalized and activated carbons obtained through different residues (polymeric resin and coconut mesocarp), it can be concluded that both are suitable for obtaining activated carbons for use as adsorbents, catalysts or catalyst supports. Both produce activated carbons with high specific surface areas (higher than 527 m2 g-1) and developed porosity, formed by mesopores and micropores. Thus, the use of these materials can reduce the cost of production of activated carbon and contribute to preserve the environment by decreasing industrial and agriculture wastes, often indiscriminately disposed in i

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Finep - Financiadora de Estudos e Projetos / RQMG - Rede Mineira de Química / Complexos rutênio-arenos são amplamente estudados como catalisadores homogêneos ao longo dos últimos anos, principalmente com aplicações em reações de hidrogenação de ligações polares. Estes complexos são promissores na redução de ligações polares do tipo C=O de arilcetonas. Como consequência destes estudos o objetivo do trabalho foi aplicar uma série de complexos rutênio-areno coordenados a ligantes iminopiridínicos na redução de cetonas. Inicialmente foram sintetizados e caracterizados seis ligantes iminopiridínicos N-N doadores {N-(priridina-2-metileno)anilina (Amp); 4-cloro-N-(priridina-2-metileno)anilina (Clmp); 4-metil-N-(priridina-2-metileno)anilina (Memp); 4-terc-butil-N-(priridina-2- metileno)anilina (Tbmp); 2,6-dietil-N-(priridina-2 metileno)anilina (Diemp); 2,6-diisopropil- N-(priridina-2-metileno)anilina (Diipmp)} a partir de uma reação de condensação entre a anilinas orto- ou para- substituída e a 2-piridinocarboxialdeído, na presença de ácido p- toluenosulfônico como catalisador. O complexo binuclear de Ru(II) [RuCl(g-Cl)(p-cym)]2 {onde p-cym = para-cimeno} foi utilizado como precursor de síntese para preparar seis complexos com fórmula geral [RuCl(^-cym)(N-N)]PF6. As caracterizações dos ligantes e complexos foram realizadas através das técnicas de análise elementar, condutividade molar iônica, espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta, espectroscopia vibracional na região infravermelho, voltametria cíclica e RMN XH. As estruturas dos complexos [RuCl(p-cym)(Diipmp)]PF6 e [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 foram determinadas por difração de raios X de monocristal. A análise elementar dos ligantes e dos complexos estão de acordo com a estrutura química sugerida. A condutividade molar iônica para os complexos em solução de acetonitrila e diclorometano confirmam que estes são eletrólito 1:1. Os complexos apresentaram processo anódico próximo a 1,80 V, processo irreversível, que proporciona a descoordenação do ligante p-cym e consequente formação in situ de solvatos complexos de formula geral [RuCl(N-N)(CH3CN)3]+ os quais apresentam valores de E1/2 próximos a 1,1 V. Os espectros de RMN 1H para os ligantes livres apresentaram sinais próximos de 8,15-8,30 ppm e 8,50-8,73 ppm para a série de ligantes N-N, que são referentes aos núcleos de hidrogênios ligados a carbonos adjacentes aos nitrogênios imínicos e piridínicos. Para os complexos foram observados a presença de deslocamentos químicos mais desblindados, confirmando a coordenação dos ligantes N-N ao centro metálico. A presença do ligante p-cym foi confirmada a partir dos deslocamentos químicos do núcleo de hidrogeno isopropílico, o qual gera um dubleto próximo a 0,98-1,30 ppm e septeto próximo a 2,30-3,15 ppm, que é referente ao acoplamento das metilas com o hidrogênio isopropílico. Os complexos apresentaram uma boa atividade catalítica em reações de transferência de hidrogênio para redução dos substratos analisados utilizando isopropanol como doador de hidrogênio e solvente, destacando aos complexos [RuCl(p-cym)(Clmp)]PF6 e [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 que apresentaram conversões acima de 80% e o menor valor de desvio padrão relativo para os dois substratos. Utilizando estes complexos, foi realizado o estudo cinético das reações de transferências de hidrogênio onde foi possível verificar a dependência da conversão do substrato em relação à mudança de temperatura. Também foram determinados os parâmetros termodinâmicos como a energia livre de Gibbs de ativação (AG*), entalpia de ativação (AH*) e entropia de ativação (AS*), correlacionando-os com o comportamento reacional de cada complexo. / Ruthenium-arene complexes are widely studied as homogeneous catalysts over the last years, especially in applications with polar bonds hydrogenation reactions. These ruthenium-arene complexes are promising in the reduction of polar C=O type bonds of arylketones. As a consequence of these studies the objective of this work was to apply a series of coordinated ruthenium-arene complexes to iminopyridine ligands in the reduction of ketones. Initially were synthesized and characterized six iminopyridines ligands N-N donor {N-(pyridine-2- methylene)aniline (Amp); 4-chloro-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Clmp); 4-methyl-N- (pyridine-2-methylene)aniline (Memp); 4-tert-butyl-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Tbmp); 2,6-diethyl-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Diemp); 2,6-diisopropyl-N-(pyridine-2- methylene)aniline (Diipmp)} by the condensation reaction between an aniline ortho- orpara- substituted and 2-pyridinecarboxaldehyde in the presence of p-toluenesulfonic acid as catalyst. The binuclear ruthenium(II) complexes [RuCl(^-Cl){p-cym)]2 { p-cym = para- cymene} was using as the synthesis precursor to prepare six complexes of general formula [RuCl(p-cym)(N-N)]PF6. The ligands and complexes characterizations were performed using XH NMR, cyclic voltammetry, infrared vibrational spectroscopy, ultraviolet and visible electron spectroscopy, elemental analysis and molar conductivity. The structure of the complexes [RuCl(p-cym)(Dipimp)]PF6 and [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 were determined by single-crystal X-ray diffraction. The elemental analysis of the ligands and the complexes are according to the suggested chemical structure. The ionic molar conductivity for the solution complexes of acetonitrile and dichloromethane confirm that these are 1:1 electrolyte. The complexes presented an anode process close to 1.80 V, an irreversible process, which leads to the incoordination of the p-cym ligand and consequent in situ formation of complex solvates of the general formula [RuCl(N-N)(CH3CN)3]+ which have values of E1/2 near 1.1 V. 1H NMR spectra for the free ligands showed singlets and doublets close to 8.15-8.30 ppm and 8.50-8.73 ppm for the ligands series N-N, these chemical shifts are due to the carbon-bonded hydrogen core adjacent to the imine e pyridine nitrogens. The complexes also showed the presence of theses chemical shifts a little more deshielding, confirming the ligands N-N coordination. The presence of the p-cym ligand was confirmed by the chemical shifts of the hydrogen core of the isopropyl radical, which yields doublets close to 0.98-1.30 ppm and septets close to 2.30-3.15 ppm, which is related to the coupling of methyl with isopropyl hydrogen. The complexes presented good catalytic activity in hydrogen transfer reactions to reduce the substrates analyzed using isopropanol as a source of hydrogen and solvent, emphasizing the complexes [RuCl(p-cym)(Clmp)]PF6 and [RuQ(p-cym)(Memp)]PF6 which showed conversions above 80% and the lowest relative standard deviation value for the two substrates. Using these complexes, a kinetic study of the hydrogen transfer reactions was carried out, where it was possible to verify the dependence of the substrate conversion on the temperature change. It was also determined the thermodynamic parameters such as the free energy of Gibbs of activation (AG*), enthalpy of activation (A#*) and entropy of activation (AS*), correlating them with the reaction behavior of each complex. / Dissertação (Mestrado)

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1872624 bytes, checksum: 82d5c5729cedad38a0a2aa4e489a50cd (MD5) Previous issue date: 2009-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Biodiesel production is based on the is transesterification of vegetable oils or animal fat, using homogeneous or heterogeneous catalysts. Wheres, the heterogeneous-based processing presents slower conversions compared to homogenous ones, such processes lead to noncorrosive manufacturing and avoids the occurrence of saponification reactions. Thus, this work aims at evaluating the catalytic activity of the SnO2 supported on vermiculite clay [(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH)2.4H2O] for the transesterification of soybean oil. The several catalysts were obtained by impregnation of vermiculite with tin resin, previously synthesized by the polymeric precursor method. All samples were characterized thermal analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (XRD), grazing angle XRD, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR) and confocal Raman spectroscopy is Biodiesels were synthesized using a molar ratio of 1:10 (soybean oil: ethanol), 5,0 % (wt / wt) catalys treational temperature q 65 °C, besing characterized by dynamic and kinematic viscosities. In this work the vermiculite was treated with nitric acid (HNO3). The leaching process did not modifi, the thermal stability of inorganic solids. XRF date indicates satisfactory impregnation of the catalyst supports by the precursor resins. The XRD patterns identified the presence of cassiterite phase as well as the presence of characteristic phases of clay minerals which was confirmed by grazing incidence XRD. The spectroscopic data indicated the presence of peaks characteristic of the catalytic support as well as the active phase of catalyst (SnO2). The formation of active species (alkoxide) at low temperature, on the surface of catalysts, favored the soybean oil transesterification process. Rheological studies gave preliminary evidence that the catalytic reaction occurred with reduction of 40 % in the viscosity. / A produção de biodiesel é baseada na transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais, utilizando catalisadores homogêneos ou heterogêneos. O processo de transesterificação heterogênea apresenta conversões mais baixas em comparação com o homogêneo, porém, não apresenta problemas de corrosão e reduz à ocorrência de reações paralelas como saponificação. Neste sentido, este trabalho visa avaliar a atividade catalítica do SnO2 suportado em vermiculita [(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH)2.4H2O] para a transesterificação do óleo de soja. Os diversos catalisadores foram obtidos pela impregnação da vermiculita com resina de estanho previamente sintetizada pelo método dos precursores poliméricos. Todas as amostras foram caracterizadas por análise térmica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), DRX de ângulo rasante, fluorescência de raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman confocal. Os biodieseis foram sintetizados utilizando uma razão molar de 1:10 (óleo de soja: etanol) e 5,0 % (wt/catalisador) em peso, a 65 °C, e cujas caracterizações foram feitas por intermédio de medidas de viscosidade dinâmica e cinemática. Neste trabalho a vermiculita foi submetida a tratamento ácido utilizando ácido nítrico. O processo de lixiviação não causou mudanças na estabilidade térmica do sólido inorgânico. Dados da FRX apresentaram resultados satisfatórios de impregnação dos suportes catalíticos pelas resinas precursoras. Os DRX tanto identificaram a presença da fase cassiterita como também a presença das fases características dos argilominerais, confirmada pelas análises do DRX de ângulo rasante. Os dados espectroscópicos indicaram a presença dos picos típicos do suporte catalítico como também da fase ativa do catalisador (SnO2). A formação da espécie ativa (alcóxido) a baixa temperatura sobre a superfície dos catalisadores favoreceu o processo de transesterificação do óleo de soja comercial. Os estudos reológicos deram uma confirmação preliminar de que ocorreu o fenômeno da catálise, com redução de até 40 % da viscosidade.

Orientador: Ronaldo Aloise Pilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robello_LuisGustavo_D.pdf: 7203530 bytes, checksum: a92a57231d7587b04ebb16da51b52419 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Leila Aparecida Chiavacci Favorin / Banca: Eduardo Ferreira Molina / Resumo: Neste trabalho a metodologia sol-gel foi utilizada para a preparação de materiais híbridos orgânico-inorgânicos (HOI) à base de óxido de poli-etileno (PEO), ligado de forma covalente com o agente acoplador 3(isocianatopropil) - trietoxisilano (IsoTREOS) conjugados com um material zeolítico do tipo MFI, visando aplicações como catalisador para a reação de acetilação do glicerol e assim agregar valor a esse coproduto gerado na produção do biodiesel. O objetivo desta dissertação é demonstrar que o sinergismo entre híbridos do tipo siloxano-poliéter e as zeólitas pode ser explorado na produção de hidrogéis com atividade catalítica. As análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) evidenciaram a homogeneidade na dispersão do material zeolítico na matriz híbrida Os difratogramas de raios-X apresentaram os picos característicos da estrutura cristalina da zeolita ZSM-5 após a conjugação com a matriz U-PEO. Os resultados de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) revelaram que não ocorre uma mudança significativa na temperatura de transição vítrea (Tg), após a conjugação da matriz híbrida com a zeólita e revelaram uma diminuição do pico endotérmico associado à fusão dos domínios cristalinos do PEO1900, indicando uma possível interação matriz-zeólita. As análises por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) confirmaram a interação entre a matriz híbrida e a zeólita pelo deslocamento das bandas associadas ao oxigênio tipo éter não coordenado. Medid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the sol-gel methodology was used for the preparation of organic-inorganic hybrid (HOI) materials based on polyethylene oxide (PEO) - covalently bonded with the coupling agent 3 (isocyanatopropyl) triethoxysilane (IsoTREOS) conjugate with a zeolitic material of the MFI type, aiming at applications as catalyst for glycerol acetylation reaction and thus add value to this byproduct generated in biodiesel production. The objective of this dissertation is to demonstrate that the synergism between siloxane-polyether hybrids and zeolites can be explored in the production of catalytic activity hydrogels. Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes showed homogeneity in the dispersion of zeolite material in the hybrid matrix. XDR patterns showed the characteristic peaks of the ZSM-5 zeolite crystal structure after conjugation with the U-PEO matrix. Differential Scanning Calorimetry (DSC) results revealed that no significant change in glass transition temperature (Tg) occurs after conjugation of hybrid matrix with zeolite and revealed a decrease in endothermic peak associated with fusion of crystalline domains of PEO1900., indicating a possible matrix-zeolite interaction. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyzes confirmed the interaction between the hybrid matrix and zeolite by shifting the bands associated with uncoordinated ether oxygen. Small-angle X-ray Scattering (SAXS) measurements showed that the starting reagents in the solketal production reaction w... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] O advento da catálise fotorredox permitiu o desenvolvimento de uma série de novas reações de formação de ligação C-C utilizando luz visível e catalisadores para gerar radicais orgânicos. Isso permite que metodologias sejam desenvolvidas à temperatura ambiente e com curtos períodos de tempo. Reações de arilação, que envolvem a inserção de grupos aril, podem ser realizadas utilizando sais de diazônio como fontes de radicais arila. O objetivo dessa tese foi estudar reações de alfa-arilação de compostos carbonílicos usando catálise fotorredox. A tese é dividida em quatro capítulos, sendo o primeiro, a Introdução Geral. No segundo, foi desenvolvida uma metodologia de arilação de cumarinas, baseada na Arilação de König, para obtenção de compostos do tipo 4-(N-fenil)amino-3-fenilcumarina. Esses compostos foram obtidos em rendimentos de até 95 por cento. O mecanismo da reação foi estudado a partir de experimentos de trapeamento com TEMPO e correlação de Stern-Volmer. As cumarinas obtidas tiveram suas atividades biológicas avaliadas, e três delas mostraram-se promissoras como fármacos contra leishmaniose. Por fim, uma das cumarinas foi utilizada para a síntese do azacumestano, análogo nitrogenado do produto natural cumestano. No terceiro capítulo da tese, um estudo teórico via Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi realizado para estudar a alfa-arilação de enóis acetatos para obtenção de aril-cetonas. Estudos previamente realizados mostraram que essas reações têm melhor performance quando grupos retiradores de elétrons estão presentes nos sais de diazônio. O uso do modelo de Fischer-Radom permitiu verificar que efeitos polares são mais proeminentes do que efeitos entálpicos. A origem desses efeitos foi verificada como partindo de efeitos de campo e não de efeito de ressonância, uma vez que o orbital SOMO em radicais fenila é ortogonal ao sistema Pi. Finalmente, o efeito de substituintes nos enóis acetatos foi estudado a partir das correlações de Taft e Charton. Finalmente, no quarto capítulo foram abordadas as tentativas de alfa-arilação de cetonas cíclicas combinando-se catálise fotoredox com organocatálise, trabalho esse desenvolvido durante período sanduíche na Universidade de Michigan. Diversas metodologias foram testadas, entretanto nenhuma permitiu a formação do produto desejado. Estudos via DFT mostraram que a combinação da nucleofilicidade das cetonas e efeitos estéricos impediram que essa reação pudesse ser realizada. Sendo assim, uma nova metodologia foi testada a partir do uso de isonitrilas de haletos de alquila. Após extensa otimização, foi possível obter uma metodologia de tosilação catalisada por níquel. / [en] The advent of photoredox catalysis allowed the development of a series of new C-C bond formation reactions using visible light and photocatalysts to generate organic radicals. It allows methodologies to be developed at room temperature and within short periods of time. Arylation reactions, which involve the insertion of aryl groups, can be performed using diazonium salts as source of aryl radicals. The aim of this dissertation was to study alfa-arylation reactions of carbonyl compounds using photoredox catalysis. This dissertation is divided into four chapters, being the General Introduction the first one. In the second chapter, a coumarin arylation methodology was developed, based on Konig s Arylation, to obtain 4-(N-phenyl)amino-3-phenylcoumarins. These compounds were obtained in up to 95 percent yield. The reaction mechanism was studied from trapping experiments with TEMPO and Stern-Volmer correlation. The obtained coumarins had their biological activities evaluated, and three of them showed promising results as antileishmaniasis candidates. Finally, one of the coumarins was used for the synthesis of azacoumestan, a nitrogenous analog of the natural product coumestan. In the third chapter of the thesis, a theoretical study via Density Functional Theory (DFT) was carried out to study the alfa-arylation of enols acetates to obtain aryl ketones. Previous studies have shown that these reactions perform better when electron withdrawing groups are present in diazonium salts. The use of the Fischer-Radom model allowed us to verify that polar effects are more prominent than enthalpic effects. The origin of these effects was verified as field effects and not resonance effect, since the SOMO orbital in phenyl radicals is orthogonal to the Pi system. Finally, the effect of substituents on enol acetates was studied by Taft and Charton correlations. In the fourth and last chapter, attempts were made to alfa-arylate cyclic ketones combining photoredox catalysis with organocatalysis, work developed during the internship period at the University of Michigan. Several methodologies were tried, however none allowed the formation of the desired product. Studies via DFT showed that the combination of ketone nucleophilicity and steric effects prevented this reaction from being carried out. Therefore, a new methodology was tested using isonitriles of alkyl halides. After extensive optimization, it was possible to obtain a nickel-catalyzed tosylation methodology.