Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:11/05408-2

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:31:52Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaxwellF_DISSERT.pdf: 5002328 bytes, checksum: 0f37f8be5c901a29ea1ab20a58f7143c (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this study, binary perovskite (BaCexO3) were doped with praseodymium (Pr) to obtainment of the ternary material BaCexPr1-xO3. This material was synthesized by the complexation method combining EDTA/Citrate with the stoichiometric ratio of the element Praseodymium ranging from x = 0.1 to x = 0.9 in order to determine the influence of this rare earth element on the morphology and microstructure of the final powder. At first the material was synthesized based on the route proposed by literature (Santos, 2010), and then characterized by SEM and XRD, besides being refined by the Rietveld method. In the material that had lowest residual parameter, S, and lowest average size of crystal, pH variation of synthesis solution was made in order to identify the influence of this parameter on the morphology and microscopy of the final powder. The results show that addition of praseodymium did not directly influence the crystallographic and lattice parameters, keeping even the same orthorhombic structure of the binary material BaCexO3, according to Yamanaka et al (2003). Material type BaCe0,2Pr0,8O3 had lowest residual parameter (S=1.4) and lowest average size of crystallite (26.4 nm), being used as reference in the pH variation of synthesis solution for 9, 7, 5 and 3, respectively. Variation of this parameter showed that when the synthesis solution pH was decreased to below 11, there was an increase in the average size of crystals, for pH 9, about 58.3%, for pH 7 (30.3 %), for pH 2 (2.3%) and for pH 3 (42%), indicating that the value initially used and quoted by Santos (2010) was the most coherent / No presente trabalho, perovskitas bin?rias do tipo (BaCexO3) foram dopadas com praseod?mio (Pr) para obten??o de materiais tern?rios do tipo BaCexPr1-xO3. Esse material foi sintetizado pelo m?todo de complexa??o combinando EDTA/Citrato, com a raz?o estequiom?trica do elemento praseod?mio variando de x=0,1 a x=0,9, com objetivo de determinar a influ?ncia deste terra rara na morfologia e microestrutura do p? final. Em principio o material foi sintetizado com base em rota proposta na literatura (Santos, 2010), sendo em seguida caracterizado via MEV e DRX, al?m de serem refinados pelo m?todo Rietveld. No material que obteve menor par?metro residual, S, e menor tamanho m?dio de cristal foi feita a varia??o do pH da solu??o de s?ntese a fim de identificar a influ?ncia deste par?metro na morfologia e microscopia do p? final. Os resultados mostram que a adi??o do elemento praseod?mio n?o influenciou diretamente os par?metros cristalogr?ficos e de rede, mantendo, inclusive, a mesma estrutura ortorr?mbica do material bin?rio do tipo BaCexO3, de acordo com Yamanaka et al (2003). O material do tipo BaCe0,2Pr0,8O3 obteve menor par?metro residual (S=1,4) e menor tamanho m?dio de cristalito (26,4 nm), sendo usado como refer?ncia na varia??o do pH da solu??o de s?ntese para 9, 7, 5 e 3, respectivamente. A varia??o desse par?metro mostrou que quando foi diminu?do o pH da solu??o de s?ntese para valores abaixo de 11, houve um aumento no tamanho m?dio dos cristais, para o pH 9, em torno de 58,3 %, para o pH7 (30,3%), para o pH2 (2,3%) e para o pH3 (42%), indicando que o pH 11 utilizado inicialmente e citado por Santos (2010) foi o mais coerente

In the present study, the behavior of La1-xCexNiO3 (x = 0; 0.05 and 0.10) perovskite-type oxides catalysts was investigated, acting as catalysts, in reactions of dry reforming of methane (DRM) and biogas reforming (BR). The catalysts were synthesized by sol-gel method (or citrate) and by combustion with urea. Later, they were structurally evaluated and studied on the catalytic performance. The synthesized perovskite-type oxides were characterized by X-ray diffraction, nitrogen adsorption temperature programmed reduction and thermal gravimetric analysis. The catalysts showed low values of specific area (< 10 m2 g-1). The LaNiO3 phase present in all the calcined samples was converted into La2O3, Ni0 and La(OH)3 after reduction, keeping the phase CeO2 in the doped samples with cerium. It was observed more evident La(OH)3 phase in the samples synthesized by combustion method. The average crystallite sizes, on the main stage LaNiO3, remained between 13 to 17 nm. La0,90Ce0,10NiO3 synthesized by combustion had the lowest average crystallite size whereas La0, 95Ce0,05NiO3 and La0,90Ce0,10NiO3 synthesized by sol-gel method has the highest value. The sol-gel method produced NiO grains (20-25 nm) smaller than those produced by the combustion method (31 - 38 nm). But for all samples is observed a decrease in average Ni0 grain sizes after reduction. In the samples synthesized by combustion method the mean Ni0 crystallite size were similar (20, 19 and 21 nm), whereas the values increased with Ce addition (13 21 nm) in the samples synthesized by sol-gel method. All samples with 1:9 dilution (catalyst/ inert SiC) were active, stable and resistant to deactivation by coke deposition after 24 h of DRM and BR reactions, but with molar ratio H2/CO < 1. The La0,90Ce0,10NiO3 catalyst synthesized by sol-gel method, with 1:1 dilution (catalyst/ inert SiC) showed the greatest resistance to the carbon formation (1,06 mg Carbon / gcat h). The catalysts synthesized by the combustion method, when 1:9 diluted, showed TOFCH4 values between 13 - 16 in the DRM and between 15 - 19 in BR, with molar ratio H2/CO next 1. The catalysts synthesized by combustion method, with 1:1 dilution (catalyst/inert SiC) were more active (TOFCH4 8 13 h-1) in BR reaction than the catalysts synthesized by sol-gel method (TOFCH4 3 4 h-1). The lower values for the stoichiometric H2/CO <1 indicate favoring the reverse reaction of water-gas shift in catalytic tests, supported by the fact that higher CO2 conversion in all reactions usin catalysts with 1:9 dilution. There was a molar ratio H2/CO increase in the RB, especially when used as the catalyst with 1:1 dilution (catalyst/inert SiC), indicating that reverse water-gas shift reaction is less favored when feed CH4: CO2 = 2 and using a larger amount of catalyst. / No presente trabalho, foi avaliado o comportamento de óxidos do tipo perovskitas La1-xCexNiO3 (x = 0; 0,05 e 0,10), atuando como catalisadores, frente às reações de reforma seca do metano (RSM) e reforma de biogás (RB). Os catalisadores foram sintetizados pelo método sol-gel (ou citrato) e pelo método de combustão com uréia. Posteriormente, foram avaliados estruturalmente e quanto ao seu desempenho catalítico. Os precursores catalíticos foram caracterizados por difração de raios X, medidas de área específica BET, redução a temperatura programada e análise termogravimétrica. Todos os catalisadores apresentaram baixos valores de área específica (< 10 m2 g-1). A fase principal LaNiO3, presente em todas as amostras calcinadas, foi convertida em La2O3, Ni0 e La(OH)3 após redução, sendo observada a fase CeO2 nas amostras dopadas com cério. A presença da fase La(OH)3 foi mais evidente nas amostras sintetizadas pelo método de combustão. Os tamanhos médios de cristalito, referentes à fase principal LaNiO3, se mantiveram entre 13 17 nm. A amostra La0,90Ce0,10NiO3 sintetizada pelo método de combustão apresentou o menor tamanho médio de cristalito enquanto que as amostras La0,95Ce0,05NiO3 e La0,90Ce0,10NiO3 sintetizadas pelo método sol-gel tem o maior valor. O método sol-gel produziu tamanhos médios de cristalito do NiO (20 25 nm) menores do que os produzidos pelo método de combustão (31 38 nm). Porém, para todas as amostras, é observada uma diminuição nos tamanhos médios de cristalito de Ni0 após a redução/passivação. Nas amostras sintetizadas pelo método de combustão os tamanhos médios de cristalito do Ni0 foram semelhantes (20, 19 e 21 nm), enquanto que nas amostras sintetizadas por sol-gel os valores cresceram com a adição de Ce (13 21 nm). Todas as amostras com diluição de 1:9 (catalisador/inerte SiC) foram ativas, estáveis e resistentes à desativação pela deposição de coque após as 24 h das reações RSM e RB, porém com razão molar H2/CO < 1. O catalisador La0,90Ce0,10NiO3 sintetizado pelo método sol-gel, com diluição 1:1 (catalisador/inerte SiC) apresentou a maior resistência à formação de carbono (1,06 mg Carbono / gcat h). Os catalisadores sintetizados pelo método de combustão, quando diluídos 1:9 (catalisador/inerte SiC), apresentaram valores de TOFCH4 entre 13 16 h-1 na RSM e entre 15 - 19 h-1 na RB com razões molares H2/CO próximas de 1. Os catalisadores sintetizados pelo método de combustão com diluição de 1:1 (catalisador/inerte SiC) se mostraram mais ativos (TOFCH4 8 13 h-1) na RB do que os catalisadores sintetizados pelo método sol-gel (TOFCH4 3 4 h-1). Os valores menores que o estequiométrico para H2/CO < 1 indicam o favorecimento da reação reversa de deslocamento gás-água nos testes catalíticos, fato suportado pela maior conversão de CO2 em todas as reações utilizando catalisadores com diluição 1:9. Na condição de RB houve um aumento da razão molar H2/CO, especialmente quando forma utilizados os catalisadores com diluição 1:1 (catalisador/inerte SiC), indicando que reação reversa de deslocamento gás-água é menos favorecida quando a razão de alimentação é de CH4:CO2 = 2 e utilizando uma maior quantidade de catalisador. / Mestre em Engenharia Química

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Convencionalmente, metais nobres são empregados como metais ativos em catalisadores automotivos, mas o uso de cobre vem sendo estudado pelo fato de promover sítios ativos para adsorção química e redução de NOx. Diante deste contexto, esta dissertação visa testar novas formulações de catalisadores, com foco em seu desempenho na reação de redução do NO pelo CO e sua seletividade a N2. Foram avaliados o método de adição de cobre no preparo e os teores de cobre utilizados na preparação. Os métodos de adição utilizados foram impregnação a seco (IS), reação em estado sólido (RS) e coprecipitação (CO). Os teores de cobre estudados ficaram entre 0,36 e 6,9% (m/m). Além disso, foi estudado o impacto no desempenho do catalisador após envelhecimento térmico a 950C por 12h. Foram empregadas as seguintes técnicas de caracterização textural e físico-química como espectrometria de absorção atômica, fisissorção de N2, difração de raios X, espectroscopia Raman e redução a temperatura programada. Os catalisadores também foram avaliados na reação de redução do NO pelo CO. A análise textural indicou que o método de coprecipitação levou a características texturais diferentes dos outros catalisadores. Análises de DRX mostraram a formação de CuO cristalino para teores iguais ou superiores a 3,3% (m/m) de cobre. As análises de Redução a Temperatura Programada (RTP) indicaram que ocorreu uma forte interação na interface entre o suporte e as espécies de cobre dispersas, acompanhada da diminuição da temperatura de redução do CuO e da redução parcial da céria em temperaturas mais baixas. Os testes catalíticos mostraram um melhor desempenho dos catalisadores (IS) que apresentaram conversões mais elevadas em menores temperaturas. Com relação ao envelhecimento, observou-se uma diminuição significativa da eficiência dos catalisadores. Uma comparação com catalisadores à base de metal nobre mostrou um bom desempenho dos catalisadores à base de cobre, com a vantagem destes apresentarem emissão de N2O restrita a baixas temperaturas / Conventionally, noble metals are used as active metals in automotive catalytic converters, but the use of copper has been studied because copper promote active sites for chemical adsorption and reduction of NOx. Thus, this work aims to test new formulations of automotive catalysts, focusing on their performance in catalytic reduction of NO by CO and its selectivity to N2. The method of copper addition and the copper contents used in the preparation were evaluated. The addition methods used were dry impregnation (IS), solid state reaction (RS) and coprecipitation (CO). The copper contents studied were between 0,36 e 6,9 wt%. In addition, the impact on catalyst performance after thermal aging at 950 C for 12h was also studied. Textural and physico-chemical caracterization techniques were employed, such as atomic absorption spectrometry, N2 physisorption, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and temperature programmed reduction. Catalysts were evaluated in the reduction reaction of NO by CO. The textural analysis indicated that addition of copper by the coprecipitation method led to textural characteristics different from the other catalysts. XRD analysis showed the formation of crystalline CuO for contents equal to or greater than 3,3 wt% of copper. TPR analysis indicated that there was a strong interaction at the interface between the substrate and the copper species dispersed together with the lowering of the temperature reduction of CuO and the partial reduction of ceria at lower temperatures. The catalytic activity results showed a better performance of the (IS) catalysts, which showed higher conversions at lower temperatures. Concerning the aging process, there was a significant decrease in the efficiency of the catalysts. A comparison with catalysts doped with noble metal showed good performance of the catalysts doped with copper, with the advantage of these presenting N2O emission restricted to low temperatures

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os materiais ferroelétricos têm sido utilizados em muitas áreas da tecnologia e da ciência, pois possuem um grande número de aplicações, como: sensores; transdutores; capacitores; dispositivos ópticos; dentre outras. A busca por novos materiais cerâmicos ferroelétricos tem sido grande. Um dos materiais cerâmicos ferroelétricos mais estudados é o titanato de bário (BT). São vários os métodos de produção e caracterização do titanato de bário. Neste trabalho, pós cerâmicos de titanato de bário foram obtidos por reação do estado sólido a partir de misturas reacionais calcinadas em diferentes temperaturas entre 400C e 900C. Foram três as misturas reacionais: não dopadas; dopadas com 1%; e dopadas com 5% de dióxido de cério (CeO2). A identificação da formação do BT, nos pós cerâmicos produzidos, foi feita a partir de três técnicas de caracterização: difração de raios X (DRX); espectroscopia fotoacústica (PAS); e técnicas de análise térmica. Com a técnica DRX, difratogramas mostraram que a plena formação do titanato de bário ocorreu a partir da temperatura de calcinação de 700C. Para a amostra não dopada com cério e calcinada a 800C, houve deslocamento de todos os picos de difração. Nas amostras dopadas com dióxido de cério houve deslocamento de todos os picos de difração, em relação as amostras não dopadas. Observou-se também que nas amostras dopadas com 5% de CeO2, e calcinadas a 700C e 800C, resíduos de dióxido de cério foram observados nos difratogramas. Com a técnica PAS, espectros de absorção foram obtidos. Foi possível observar uma grande diferença de absorção da amostra calcinada a 600 e 630C, indicando a formação do titanato de bário a partir da temperatura de 630&#61616;C, nas amostras sem a dopagem dióxido de cério. Houve um alargamento nas bandas de absorção a partir da temperatura de 600C, quando o dióxido de cério entrou na matriz. Foi também possível determinar as energias de band-gap das amostras utilizando o método de Tauc. Com as técnicas de análise térmica, em especial através da técnica termogravimétrica (TG/DTG), foi comprovado que até 400C não havia formação de titanato de bário. Visto que nesta temperatura de calcinação houve a maior perda de massa durante a rampa de aquecimento. O início da formação do titanato de bário foi observado a partir da temperatura de calcinação de 500C, assim como nas técnicas DRX e PAS. Portanto, com os resultados apresentados, foi demonstrada a identificação da formação do titanato de bário nas misturas reacionais calcinadas, com auxílio das potencialidades das três técnicas utilizadas. / Ferroelectric materials have been used in many areas of technology and science, because they have a large number of applications, such as sensors; transducers; capacitors; optical devices; among others. The search for new ferroelectric ceramics has been great. One of the most studied ferroelectric ceramic material is barium titanate (BT). There are several methods for production and characterization of barium titanate. In this work, ceramic powders of barium titanate were obtained by solid state reaction from reaction mixtures calcined at different temperatures between 400C and 900C. Three reaction mixtures were used: undoped; doped with 1%; and 5% doped with cerium dioxide (CeO2). The identification of the formation of BT, for the ceramic powders produced, was taken from three characterization techniques: X-ray diffraction (XRD); photoacoustic spectroscopy (PAS); and thermal analysis techniques. With the technique XRD diffraction patterns showed that complete formation of the barium titanate occurred after the calcination temperature of 700C. For the sample not doped with cerium and calcined at 800C, there was displacement of all diffraction peaks. In samples doped with cerium dioxide was no displacement of all diffraction peaks, comparing to undoped samples. It was also observed that the samples doped with 5% CeO2 and calcined at 700C and 800C, cerium dioxide residues were observed in the diffraction pattern. The absorption spectra were obtained with the technique PAS. It was possible to observe a large difference in absorption spectra in the samples calcined at 600C and 630C, indicating the formation of barium titanate at temperature of 630C in the samples without doping of cerium dioxide. There was an enlargement in the absorption band above temperature of 600C when the cerium dioxide was introduced into the matrix. It was also possible to determine the band-gap energy of the samples using the method of TAUC. With thermal analysis techniques, in particular by thermogravimetric technique (TG/DTG), has been proven that up to 400C there was no formation of barium titanate. Once, in this calcination temperature there was the largest mass loss during the heating ramp. The onset of formation of barium titanate was observed from the calcination temperature of 500C, as it has been found by the XRD and PAS techniques. Therefore, with the results presented, the identification of the formation of barium titanate calcined in reaction mixtures with the aid of the potentialities of the three techniques was demonstrated.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 4059919 bytes, checksum: 060bb659754e4494028dcb4bf65722e1 (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The cerium oxide(IV) (CeO2) has wide application in several areas such as environmental, catalytic, microbiological and its efficiency depends on the morphology and particle size. In this study, they were synthesized by hydrothermal method assisted by microwave under NaOH and NH4OH mineralizers added to a Cerium sulfate tetrahydrate (Ce(SO4)2.4H2O) aqueous solution, at 150°C for 1, 5, 15, 30 and 60 minutes,with and without surfactant that was used as a template for crystal growth. The thermal stability was studied by thermogravimetry (TG). The structural and morphological properties were evaluated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), BET method, infrared spectroscopy (IR), UV-visible spectroscopy (UV-vis) and Raman spectroscopy, Resazurin tests, absorbance, fluorescence and diffusion wells. All samples show XRD peaks corresponding to the plane (1 1 1), (2 0 0), (0 2 2), (3 1 1), (2 2 2) and (4 0 0) of a cube face-centered, fluorite, structure assigned to CeO2 in accordance with the standard JCPDS 34-0394. It is clearly seen that the reflection peaks are broad, indicating that the crystal size is small and should be in nanoscalerange. In addition, data give an indication of the influence of the template and the method for obtaining this nanostructured material. In the Raman spectrum, strong peak around 471 cm-1 was detected, which is the only active mode, of first order, assigned to symmetric O-Ce-O stretching. In the infrared spectra bands between 700 and 400 cm-1 were observed, being related to metal-oxygen vibration.Infrared spectra showed a vibration band between 700 and 500 cm-1related to metal-oxygen vibration (Ce-O). Bands assigned to hydroxyls groups (1100 cm-1) and carbonates (1530, 1050 and 850 cm-1) were also observed independently of the presence of the PEG 200. Bands assigned to water (1629 cm-1) were also present.The surface areas of the synthesized materials were approximately 200 g.m2 and particulates sizes around 5nm. FEG-SEM micrographs of samples obtained with and without template showed particles of different sizes, forming different clusters. Microbiological tests showed, at a concentration of 10% cerium oxide nanostructured in oxide zinc dental application, minimum inhibitory concentration value of 0,22 μg/mL-1.The results showed the influence of the template on the morphology of ceria nanoparticles, obtained by microwave-assisted hydrothermal method, its potential application as an antimicrobial agent against Streptococcus mutans bacteria, the most important microorganism related to dental caries ethiology, dental drug application. / O óxido de cério(IV) (CeO2) tem potencial aplicação nas áreas ambientais, catalíticas, microbiológicas e a eficiência de suas nanopartículas dependem da morfologia e de suas dimensões. Nesse estudo, elas foram sintetizadas pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas com NaOH e NH4OH, como agentes mineralizantes, adicionado a uma solução aquosa de sulfato de cério (Ce (SO4) 2.4H2O) a 150°C durante 1, 5, 15, 30 , e 60 minutos, com e sem surfactante, que foi utilizado como matriz para o crescimento de cristais. A estabilidade térmica foi estudada por termogravimetria (TG). As propriedades estruturais, morfológicas e microbiológicas foram avaliadas por difração de raios-X (XRD), microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), método de BET, espectroscopia de infravermelho (IR), espectroscopia de UV-visível (UV-vis), espectroscopia Raman, prova de resazurina, absorbância, fluorescência e difusão de poços.Todas as amostras de DRX mostraram picos que correspondem aos planos (1 1 1), (2 0 0), (0 2 2), (3 1 1), (2 2 2) e (4 0 0) de um cubo de face centrada, fluorita, atribuída a estrutura de CeO2, de acordo com a norma JCPDS 34-0394. Picos largos de reflexão foram claramente visualizados, indicando que o tamanho do cristal é pequeno e deve estar na dimensão nanoescalar, dando uma indicação da influência do template e do método de obtenção deste material nanoestruturado. No espectro de Raman, forte pico em torno de 471 cm-1 foi detectado, o qual é atribuído ao alongamento O-Ce-O. Espectros de infravermelho mostraram uma banda de vibração entre 700 e 500 cm-1, relacionada com a vibração metal-oxigênio (Ce-O). Bandas atribuídas a grupos hidroxilas (1100 cm-1) e carbonatos (1530, 1320, 1050 e 850 cm-1), independentemente da presença do PEG 200, foram também observadas, além de bandas atribuídas a água (1629cm-1).Suas áreas superficiais foram de, aproximadamente, 200 g/m2 com tamanhos de partículas em torno 5nm. As Micrografias , com e sem template,mostraram diferentes tamanhos e formas de aglomerados. Os testes microbiológicos mostraram, para concentração de 10% de óxido de cério (IV) nanométrico em óxido de zinco com aplicação odontológica, uma concentração mínima inibitória de 0,22 μg/mL-1 .Os resultados mostraram a influência do template sobre a morfologia das nanopartículas de óxido de cério (IV), obtidas pelo método hidrotermal de micro-ondas e seu potencial como agente antimicrobiano contra a bactéria Streptococcus mutans, o principal microorganismo da etiologia da cárie dentária, em fámacos de aplicação odontológica.

Un des enjeux actuels pour la production d’énergie propre est la transformation de la biomasse en hydrogène. Dans cette optique, la production d’hydrogène est étudiée par vaporeformage oxydant de l’éthanol (OSRE) à basse température sur des catalyseurs oxydes mixtes CeNixOy, dopés ou non avec Al ou Zr. Ces catalyseurs ont été synthétisés par coprécipitation puis caractérisés via différentes techniques physico-chimiques. L’influence de différents paramètres a été étudiée comme les rapports O2/EtOH et H2O/EtOH, ou la teneur en nickel dans les catalyseurs. De bons résultats ont été obtenus en vaporeformage autotherme de l’éthanol à 300°C. A une température de four de 50°C, ces catalyseurs nano-oxyhydrures riches en espèces hydrures permettent une activité extrêmement intéressante du catalyseur même avec des concentrations élevées en eau. En effet, dans les conditions EtOH/H2O/O2 égales à 1:7:1,6, les catalyseurs ternaires CeNixM0,5Oy (M = Al ou Zr), prétraités sous H2, permettent une conversion en éthanol supérieure à 90 % avec un pourcentage d’H2 de 50 à 60% dans la distribution de produits. L’augmentation du rapport en eau diminue cependant la température du catalyseur, ce qui diminue le pourcentage de CO dans la distribution de produits en augmentant la formation de carbone. Les caractérisations mettent en évidence l’importance de la présence d’interactions fortes entre Ce et Ni (et Al ou Zr dans le cas des catalyseurs ternaires), en accord avec la présence d’une solution solide Ce-Ni-(M)-O (M = Al ou Zr). Finalement, un site actif comportant des cations en interaction forte et un mécanisme réactionnel faisant intervenir des espèces hydrures peuvent être proposé / Nowadays, one of the main challenges for green energy production is biomass transformation into hydrogen. To this purpose, hydrogen production is studied by low temperature oxidative steam reforming of ethanol (OSRE) over CeNixOy (with or without Al or Zr) mixed oxide catalysts. These catalysts have been synthesized by coprecipitation and characterized by different physicochemical characterizations. The influence of different parameters has been studied such as O2/EtOH and H2O/EtOH ratios as well as the nickel content in the catalysts. Good results are obtained in autothermal steam reforming of ethanol at 300°C. With an oven temperature at 50°C, the nano-oxyhydrides catalysts containing high amounts of hydride species allow very interesting activities even in presence of high concentration of water. Indeed, in EtOH/H2O/O2 = 1:7:1.6 conditions, pretreated in H2 CeNixM0.5Oy (M = Al or Zr) ternary catalysts, allow an ethanol conversion higher than 90%, with a H2 formation between 50 to 60% in the products distribution. A high water content (H2O/EtOH) decreases the catalyst temperature, and leads to low CO formation but raises carbon formation. The characterizations evidence the importance of the presence of strong interactions between Ce and Ni species (and Zr or Al for ternary catalysts), in agreement with the presence of a Ce-Ni-(M)-O (M = Al or Zr) solid solution. Finally, an active site involving cations in strong interaction and a mechanism involving hydride species can be proposed.

Submitted by Pedro Paulo da Silva Ortega (pedro.ortega@hotmail.com.br) on 2018-09-26T21:40:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado - Pedro Ortega.pdf: 2824258 bytes, checksum: 8d2b9a29bc8471eb6f0f24a6fe04227f (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-09-27T15:02:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ortega_pps_me_guara.pdf: 2824258 bytes, checksum: 8d2b9a29bc8471eb6f0f24a6fe04227f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T15:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ortega_pps_me_guara.pdf: 2824258 bytes, checksum: 8d2b9a29bc8471eb6f0f24a6fe04227f (MD5) Previous issue date: 2018-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Por ser um gás tóxico, inodoro, insípido e incolor, ou seja, imperceptível ao ser humano, o monóxido de carbono (CO) apresenta um sério risco à saúde, sendo necessário um sensor eficiente que alerte sua presença. Assim, filmes espessos foram depositados manualmente sobre substratos de alumina a partir de nanopartículas de dióxido de cério (CeO2) puro e dopadas com európio sintetizadas pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM), visando a sua aplicação como sensores de gás. As nanopartículas fabricadas pelo método HAM foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Absorção no Ultravioleta-Visível (UV-Vis), área de superfície específica (SBET), entre outros, enquanto os filmes sensores foram caracterizados morfologicamente por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e tiveram suas propriedades sensoriais quantificadas. Os difratogramas das amostras apresentaram todos os picos referentes à estrutura tipo fluorita do CeO2. Valores de área de superfície específica maiores que os encontrados na literatura foram obtidos. As micrografias (MEV) obtidas mostram que os filmes espessos são porosos e depositados sem laminações sobre o substrato de alumina, com espessura da ordem de 45 55 μm. As medidas elétricas mostram uma temperatura de trabalho entre 350 e 400°C, intervalo no qual a resposta ao monóxido de carbono foi maior. Os filmes apresentaram excelentes tempos de resposta e de recuperação, principalmente para a amostra com a estequiometria Ce1-(3/4)xEuxO2 (x=0,08), que obteve um tempo de resposta de 0,9 segundo após a exposição ao CO. Os valores obtidos neste trabalho são significativos e mostram a qualidade do filme sensor fabricado com nanopartículas produzidas pelo método HAM. / As a toxic, odorless, tasteless and colorless gas, therefore imperceptible by humans, carbon monoxide (CO) is life-threatening and an efficient sensor is necessary to warn us about its presence in the environment. Therefore, thick films were manually deposited on alumina substrates from pure and europium doped cerium dioxide (CeO2) nanoparticles synthesized by the microwave-assisted hydrothermal method (MAH), aiming their application as gas sensors. The nanoparticles synthesized by the MAH method were characterized by X Ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Ultraviolet Visible spectroscopy (UV Vis), specific surface area (SBET), among other techniques, while the sensor films were morphologically characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and had their properties as gas sensors measured. The X-ray diffraction pattern of the samples showed every peak belonging to the fluorite-type structure of CeO2. Specific surface area values higher than the ones commonly found in the literature were obtained. The SEM micrographies show that the thick films are porous and were deposited with no laminations on the alumina substrates, with thickness of 60 μm. The electrical measurements showed an operating temperature between 350 and 400°C, in which the response to carbon monoxide was higher. The films had remarkable response and recovery time, especially for the sample with the stoichiometry Ce1-(3/4)xEuxO2 (x=0,08), which presented a response time of 0.9 second after the exposure to CO. The results obtained in this work are significant and they are an evidence of the quality of the sensor films fabricated with nanoparticles synthesized by the HAM method.