Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-05T12:33:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Danns.pdf: 805757 bytes, checksum: 5e70e30baadbe3075ef81bdf7caf9524 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-05T12:33:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Danns.pdf: 805757 bytes, checksum: 5e70e30baadbe3075ef81bdf7caf9524 (MD5) Previous issue date: 2007 / In this work, activated carbon were synthesized through carbonization of a polymer, containing iron oxides with and without copper. The precursor of activated carbon was a styrene?divinylbenzene copolymer (Sty?DVB) synthesized through suspension polymerization, in the presence of inert diluentes to obtain a macroporous structure. The resin was sulfonated with sulfuric acid, in the presence of dichloroethane. For the synthesis of the supported catalysts, on first it was carried out oxide precipitation in the sulfonated resin and later a thermal treatment to obtain the carbonizated structures. The oxides synthesis were accomplished in three stages: the) incorporation of Fe2+ ions with or without Cu2+ in the resin by ion exchange; b) washing to remove the íons that were not adsorbed; c) coprecipitation in alkaline and oxidant solution. The thermal treatment consisted in calcination of polymer/oxide composite at 250 ºC, carbonization at 900 ºC and activation at 900 ºC with steam. The effect of copper concentration and presence of the support were investigated in the reaction of ethylbenzene dehydrogenation with and without steam. For comparison, bulk catalysts were prepared with the same conditions of coprecipitation of Fe2+ or Cu2+ ions for supported catalysts without the use of sulfonated resin. The materials were characterized by chemical analysis, X rays diffraction, termogravimetric analysis and porosity measurements by nitrogen physical adsorption. It was verified that the polymeric matrix affected the oxide type produced in comparison with coprecipitations in solution. The supported catalysts had better catalytic activities than the bulk and comercial ones because their higher porosities and specfic surface areas. Besides, during the reaction, they presented small tendence sinterization and coke formation. The last property is an intrinsic characteristic of the support based on polymeric activated carbon. / Neste trabalho, foram sintetizados carvões ativados através da carbonização do polímero contendo óxidos de ferro com e sem cobre. O precursor do carvão ativado foi um copolímero estireno??divinilbenzeno (Sty?? DVB) sintetizado através de polimerização em suspensão, na presença de diluentes inertes para produção de estrutura macroporosa. A matriz polimérica foi sulfonada com ácido sulfúrico, na presença de dicloroetano. Na síntese dos catalisadores suportados, primeiramente, foi realizado a síntese do óxido de ferro na matriz polimérica sulfonada e em seguida tratamento térmico. A síntese dos óxidos foi realizada em três etapas: a) incorporação de íons Fe2+ com ou sem Cu2+ na resina por troca iônica; b) lavagem para retirar os íons que não estão adsorvidos; c) coprecipitação em meio alcalino e oxidante. O tratamento térmico consistiu na calcinação do sistema polímero/óxido a 250 ºC, carbonizado a 900 ºC e ativado a 900 ºC na presença de vapor de água. Foi investigado o efeito da concentração do cobre e da presença do suporte na reação de desidrogenação do etilbenzeno com e sem vapor de água. Para efeito de comparação, catalisadores mássicos foram preparados com as mesmas reações de coprecipitação dos catalisadores suportados, mas sem o uso da matriz polimérica sulfonada. Além disso, foram avaliadas as propriedades do catalisador comercial do tipo mássico. Todos os materiais foram caracterizados por análise química, difração de raios X, análise termogravimétrica e medidas de porosidade por adsorção física de nitrogênio e atividade catalítica na reação de desidrogenação do etilbenzeno. Foi verificado que a matriz polimérica influencia no tipo de óxido produzido em comparação as coprecipitações em soluções. Os catalisadores suportados tiveram um melhor desempenho catalítico do que os mássicos e o catalisador comercial por ter uma maior porosidade e área superficial específica. Além disso, durante a reação, eles apresentaram menor tendência a sinterização e à formação de coque, sendo esta última uma característica intrínseca do suporte à base de carvão ativado polimérico.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Valeria Bacelar.pdf: 464096 bytes, checksum: fe410c188fc3cc5828e5b522edb370a1 (MD5) Previous issue date: 2008-05-19 / Sodium trititanate and silica - trititanate supported iron oxide catalysts were prepared by coprecipitation of iron ions and by the deposition of iron oxide nanoparticles previously prepared. The catalysts and the supports were characterized regarding their composition, structure, thermal behavior and textural properties. The amount of iron in catalysts ranged from 0.98% to 5.9%, and the lowest percentages were observed for catalysts prepared by deposition of nanoparticles. The catalysts and supports are macroporous with limited mesoporosity. The catalysts and supports were evaluated in the reaction of dehydrogenation of ethylbenzene for the production of styrene. During tests, the structure of the solids did not chang. Both the supports and the catalysts were active in the dehydrogenation of ethylbenzene in the absence of steam, allowing the economy of energy. The results of verification of the ionic exchange process/ adsorption of Cu+2, showed that the solids containing iron oxide in the composition presented results higher than the solids without iron oxide. The exception was observed for the solids that have acid surface. / Os catalisadores de óxido de ferro suportados em trititanato de sódio e trititanato com sílica foram preparados por coprecipitação de íons ferro e por deposição de nanopartículas de óxido de ferro previamente preparadas. Os catalisadores e os suportes foram caracterizados quanto à composição, estrutura, comportamento térmico e propriedades texturais. A quantidade de ferro nos catalisadores variou de 0,98% a 5,9% sendo as menores porcentagens observadas nos catalisadores preparados por deposição de nanopartículas. Os suportes e os catalisadores são macroporosos com pequena contribuição de mesoporos. Os catalisadores e os suportes foram avaliados na reação de desidrogenação do etilbenzeno para produção de estireno. Durante os testes, a estrutura dos sólidos não sofreu qualquer alteração. Ambos os suportes e catalisadores foram ativos na desidrogenação do etilbenzeno na ausência de vapor permitindo gerar economia de energia. Os resultados da verificação do processo de troca iônica/adsorção de Cu2+, mostraram que os sólidos contendo óxido de ferro na composição apresentaram resultados maiores que os sólidos sem óxido de ferro. A exceção foi observada nos sólidos com superfícies ácidas.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-22T14:27:39Z No. of bitstreams: 1 Ana Paula Monteiro.pdf: 956595 bytes, checksum: 5e950a1fe60917822320be861db1043f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-22T14:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula Monteiro.pdf: 956595 bytes, checksum: 5e950a1fe60917822320be861db1043f (MD5) Previous issue date: 2005 / O estireno é uma das substâncias químicas básicas mais importantes para produção de valiosos artigos como poliestireno, acrilonitrila-butadieno-estireno e estireno-butadieno-estireno. É produzido comercialmente pela desidrogenação do etilbenzeno com excesso de vapor d’água a temperaturas altas de 600-700ºC. Este processo é termodinamicamente limitado e consome energia. O uso de um oxidante, tal como oxigênio, permite superar as limitações termodinâmicas e por conseguinte operar a temperaturas mais baixas com reação exotérmica. Porém, há uma perda significantiva de seletividade a estireno, assim se buscou outro oxidante por muito tempo. O uso de gás carbônico surge como um potencial oxidante, além da conveniência do uso do gás causador do efeito estufa. Na busca de um catalisador alternativo para esta reação, neste trabalho estudou-se o efeito do método de preparação nas propriedades de óxido de ferro. As amostras foram preparadas incorporando óxido de ferro em lantânia, nióbia, titânia, magnésia e zircônia através de dois métodos: a impregnação de nitrato férrico e a deposição de nanoparticulas de óxido de ferro previamente preparadas. Os sólidos foram calcinados a 600ºC por 4 h e caracterizados por análise química, termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios X, área de superfície específica e medidas de porosidade e redução a temperatura-programada. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno na presença de dióxido de carbono, usando um microreator que opera a 1 atm e a 600ºC e uma relação molar gás carbônico/etilbenzeno de 10. Depois dos testes, as amostras foram caracterizadas por difração de raios X e área de superfície específica. Observou-se que a concentração do óxido de ferro incorporado depende do tipo do suporte e do método de preparação. A hematita foi observada nos catalisadores novos. Durante a desidrogenação do etilbenzeno, os suportes não se alteraram, mas a hematita se transformou em magnetita. Os suportes e os catalisadores são sólidos macroporosos com pequena contribuição de mesoporos. A área específica mudou devido à adição de óxido de ferro e foi influenciada pelo método de preparação. A incorporação das nanoparticulas conduziu a um aumento da área superficial específica, indiferentemente do tipo do suporte, fato que foi atribuído ao tamanho pequeno das partículas. As áreas específicas não se alteraram durante a reação. Os sólidos mostraram diferentes resistência contra redução que se deve ao suporte e ao método de incorporação do óxido de ferro. A impregnação de nitrato férrico produziu sólidos menos redutíveis. Os suportes foram cataliticamente ativos na desidrogenação do etilbenzeno na presença de gás carbônico e também eram seletivos a estireno. A adição de compostos de ferro melhorou estas propriedades e a deposição de nanoparticulas melhoraram ainda mais. O óxido ferro suportado em magnésia, preparado pela deposição de nanoparticulas, foi o mais ativo (2,8 x 10-3 mol.g-1.h-1) e catalisador seletivo a estireno (96%) na desidrogenação do etilbenzeno na presença de gás carbônico. A atividade e a seletividade foram mais altos do que um catalisador comercial à base de óxido de ferro, cromo e potássio (a=1,2 x 10-3 mol. g-1. h-1 e S=90%) , sendo o catalisador promissor na reação. / Salvador

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T13:14:32Z No. of bitstreams: 1 Raphael Holt.pdf: 5449117 bytes, checksum: 052b88f3a4242aebdef5fdf978a8b5ce (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T13:14:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raphael Holt.pdf: 5449117 bytes, checksum: 052b88f3a4242aebdef5fdf978a8b5ce (MD5) Previous issue date: 2008 / A principal rota utilizada industrialmente para a produção de estireno é a desidrogenação catalítica do etilbenzeno, responsável por mais de 90% da produção mundial de estireno. O processo industrial é operado na faixa de temperatura de 550-700 oC, em excesso de vapor d’água aquecido, sobre catalisadores de óxido de ferro promovidos com potássio e cromo, que são tóxicos e possuem vida útil limitada a 2 anos. Neste contexto, existe a demanda por catalisadores que sejam ativos e seletivos nessa reação e que apresentem elevada vida útil, além de não serem tóxicos. Na busca de sistemas alternativos, neste trabalho foram desenvolvidos catalisadores de vanádio e magnésio suportados em carvão ativado obtido pela pirólise do copolímero estireno-divinilbenzeno, em atmosfera não oxidativa. Os catalisadores foram caracterizados pela medida da área superficial específica e de porosidade, difração de raios X, termogravimetria, análise térmica diferencial, espectrofotometria de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura acoplada ao sistema de quantificação por energia dispersiva. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno em ausência de vapor d’água, a 530 oC e 1 atm, para a produção de estireno. Verificou-se a presença de trióxido de vanádio e de aglomerados de vanádio e magnésio de diferentes tamanhos, nos sólidos. Os materiais apresentaram isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio do Tipo II ou IV, que são típicas de sólidos meso e macroporos com microporos associados, e uma histerese do Tipo H I, característica de materiais com poros cilíndricos. Estes sólidos apresentaram áreas superficiais específicas entre 378 e 611 m2/g. Os catalisadores com vanádio e magnésio apresentaram menor perda da área superficial específica que o carvão ativado, durante a desidrogenação do etilbenzeno. A adição de magnésio e vanádio provocou um aumento da atividade catalítica do carvão ativado e da seletividade ao estireno. Todos catalisadores foram mais ativos que uma amostra de catalisador comercial. O catalisador contendo 5 % de vanádio foi o mais promissor. Esta amostra conduziu, em ausência de vapor d’água, 35% de conversão do etilbenzeno, que é cerca de três vezes o valor obtido com uma amostra de catalisador comercial em presença de vapor d’água. Isto foi atribuído à ação catalítica do vanádio e à presença de grupos oxigenados na superfície do carvão que possuem atividade na desidrogenação do etilbenzeno. / Salvador

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-08-30T16:14:19Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Resinas de estireno e divinilbenzeno são materiais atrativos para muitos propósitos por causa das suas propriedades, variedade de grupos funcionais na superfície e porosidade, que podem ser controlados na síntese. Essas características também favorecem a produção de suportes e catalisadores baseados em carvão, com elevada áreas superficiais específicas e com grupos funcionais na superfície, que podem agir como sítios ativos. Eles podem ser usados em muitas reações, entre elas, a desidrogenação do etilbenzeno para produzir estireno. Esse monômero é comercialmente produzido pela desidrogenação do etilbenzeno em presença de vapor de água, mas este processo possui um custo elevado e, portanto, há a necessidade de novas alternativas de produção. A substituição do vapor pelo dióxido de carbono é uma das opções mais atrativas para diminuir o custo energético e, dessa forma, muitos estudos têm sido conduzidos para obter novos catalisadores para essa reação. Com este objetivo, neste trabalho foi descrita a preparação de catalisadores de cobre suportado em carvão ativado polimérico, assim como sua avaliação na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono. O carvão ativado polimérico foi preparado a partir do copolímero estireno e divinilbenzeno sulfonado, seguido da calcinação (250 oC), carbonização (900 oC) e ativação (800 oC). Os íons cobre foram adsorvidos nesse sólido por diversos métodos. O efeito dos metais alcalinos (magnésio e sódio) nas propriedades texturais e catalíticas dos sólidos foi também estudado. As amostras foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção atômica, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, medidas de área superficial específica e de porosidade, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono, a 1 atm e em diversas temperaturas (400, 500 e 600oC). Foram obtidos sólidos com diferentes propriedades texturais e catalíticas, dependendo do método de preparação, assim como da presença de metais. O uso de uma razão de estireno/divinilbenzeno de 15/85 levou à produção de um carvão ativado com a elevada área superficial específica, capaz de adsorver grandes quantidades de cobre, devido aos grupos funcionais gerados na superfície. As propriedades texturais e catalíticas do carvão ativado com cobre foram fortemente dependentes do método de incorporação do cobre. O catalisador mais ativo foi produzido quando o cobre foi adsorvido no carvão ativado previamente oxidado por quatro vezes sucessivas, utilizando-se uma mistura de oxigênio em nitrogênio. Em ambos os sólidos CA e CON, o cobre e os grupos funcionais superficiais no carvão ativado foram ativos na reação. A adição do magnésio aumentou a seletividade a estireno, devido à neutralização de sítios ácidos residuais. O catalisador produzido foi mais ativo do que uma amostra de um catalisador comercial avaliado na presença de vapor, mostrando que o catalisador é promissor para fins industriais / Styrene and divinylbenzene resin is an attractive material for several purposes because of its properties, such as the variety of surface functional groups and porosity, which can be controlled during the synthesis. These characteristics also favor the production of carbon-based supports and catalysts with high specific surface areas and with functional groups on the surface, which can act as active sites. They can be used for several reactions, among them, the ethylbenzene dehydrogenation to produce styrene. This monomer is commercially produced by the ethylbenzene dehydrogenation in the presence of steam but it is a high cost process and thus new alternatives are much needed. The replacement of steam by carbon dioxide is one of the most attractive options to decrease the energy cost and thus several studies have been carried out to find new catalysts for this reaction. With this goal in mind, the preparation of catalysts based on polymeric activated carbon-supported copper, as well as their evaluation in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide, was described in this work. The polymeric activated carbon was prepared from sulfonated styrene- divinylbenzene copolymer, followed by calcination (250 oC), carbonization (900 oC) and activation (800 oC). Copper ions were adsorbed in these solids by several methods. The effect of alkaline metals (magnesium and sodium) on the textural and catalytic properties of the solids was also studied. Samples were characterized by atomic absorption spectrometry, Fourier transform infrared spectroscopy, specific surface area and porosity measurements, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The catalysts were evaluated in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide at 1 atm and several temperatures (400, 500 and 600 oC). Solids with different textural and catalytic properties were obtained depending on the preparation method as well as on the presence of metals. The use of a styrene to divinylbenzene ratio of 15/85 leads to the production of an active carbon with the highest specific surface area, which is also able to adsorb a large amount of copper, due to the surface functional groups generated. The textural and catalytic properties of the activated carbon- supported copper largely depended on the method of the copper incorporation. The most active catalyst was produced when copper was adsorbed on activated carbon previously oxidized four times successive with a gas mixture of oxygen in nitrogen. In these solids CA and CON, both copper and the surface functional groups on the activated carbon were active for the reaction. The addition of magnesium increased the selective to styrene, due to the neutralization of the acidic sites on the surface, active for the production of toluene and benzene. The further rising of the catalyst with a sodium hydroxide solution increased the selectivity even more, due to the neutralization of the residual acidic sites. The catalyst produced was more active than a commercial sample evaluated in t