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Crescimento de grafeno por cvd e sua interação físico-química com hidrogênio / Graphene growth by CVD and its physicochemical interaction with hydrogenFeijó, Tais Orestes January 2017 (has links)
O presente trabalho estuda a produção e modificações físico-químicas do grafeno frente a tratamentos térmicos. Em uma primeira etapa, foi investigada a síntese de grafeno pela técnica de Deposição Química a partir da fase Vapor (CVD) sobre fitas de cobre. Nós variamos quatro parâmetros que influenciam no crescimento de grafeno: fluxo de metano (CH4), fluxo de hidrogênio (H2), tempo de crescimento e grau de pureza do cobre. Usando as técnicas de caracterização de espectroscopia Raman e microscopia óptica, observamos que fluxo menor de H2 e fluxo intermediários de CH4 favorecem o crescimento de grafeno de alta qualidade. Além disso, vimos que 15 minutos de crescimento de grafeno é suficiente para cobertura do substrato de cobre com grafeno. Por fim, foi visto que o maior grau de pureza do cobre permite a produção de monocamadas de grafeno mais homogêneas. Numa segunda etapa, foi realizado um estudo com objetivo de entender a interação de hidrogênio com monocamadas de grafeno. Nós usamos amostras de grafeno depositadas em filmes de SiO2 (285 nm)/Si e tratadas termicamente em atmosfera controlada de deutério (99,8%) em temperaturas entre 200 e 800 °C. Nós também investigamos a dessorção de hidrogênio do grafeno usando amostras previamente tratadas em deutério a 600 °C e depois tratadas em atmosfera controlada de nitrogênio em temperaturas entre 200 e 800 °C. Após os tratamentos, análise por reação nuclear (NRA) foi realizada para quantificar o deutério, onde nós observamos uma grande incorporação de deutério no grafeno acima de 400 °C, tendo um aumento moderado até 800 °C. Nós também observamos que a dessorção do deutério do grafeno ocorre apenas em 800 °C, embora a dessorção de deutério do óxido de silício ocorra a partir de 600°C. Espectroscopia Raman também foi realizada após cada tratamento térmico. Os resultados mostram que os defeitos na estrutura do grafeno têm um grande aumento para as etapas de maior temperatura na incorporação de deutério. Análises realizadas com Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios X (XPS) mostraram que a incorporação de deutério para maiores temperaturas causa o "etching" do grafeno. Por fim, caracterizações usando Espectroscopia de Absorção de Raios X (NEXAFS) mostraram que o deutério liga-se ao grafeno sem orientação preferencial. / The present work studies the production and physical-chemical modifications of the graphene under thermal annealings. In a first study, the graphene synthesis by Chemical Vapor Deposition (CVD) on copper foils was investigated. We varied four parameters that influence the growth of graphene: methane flow (CH4), hydrogen flow (H2), growth time and copper purity. Using Raman spectroscopy and optical microscopy, we observed that lower flux of H2 and intermediate flux of CH4 leads to the growth of high quality graphene. In addition, we observed that 15 minutes growth of graphene is sufficient to cover the copper substrate. A higher copper purity allows the production of homogeneous graphene monolayers. In a second step, a study was carried out to understand the interaction of hydrogen with graphene monolayers. We used graphene samples deposited on SiO2 (285 nm)/Si films and annealed in a controlled atmosphere of deuterium (99.8%) at temperatures between 200 and 800 °C. We also investigated the hydrogen desorption of graphene using samples previously treated in deuterium at 600 °C and then annealed in a controlled atmosphere of nitrogen at temperatures between 200 and 800 °C. After the annealings, nuclear reaction analysis (NRA) was performed to quantify the deuterium, where we observed a large incorporation of deuterium in graphene above 400 °C, with a moderate increase up to 800 °C. We also observed that desorption of deuterium occurs only at 800 °C, although deuterium desorption from silicon oxide occurs at 600 °C. Raman spectroscopy was also performed after each annealing. The results show that defects in the structure of graphene have a large increase for deuterium incorporation. Analyzes carried out with X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) showed that the deuterium incorporation at higher temperatures leads to graphene etching. Finally, characterizations using X-ray Absorption Spectroscopy (NEXAFS) showed that deuterium binds to graphene without preferential orientation.
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Preparação de zeólitas mordenita com estrutura hierárquica de porosGrecco, Saulo de Tarso Figueiredo 08 1900 (has links)
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Tese_Doutorado_Saulo.pdf: 12043320 bytes, checksum: 9e747c238576b9219840bfcd38f02a2e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-30T02:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Tese_Doutorado_Saulo.pdf: 12043320 bytes, checksum: 9e747c238576b9219840bfcd38f02a2e (MD5) / FINEP, CNPq / As restrições difusionais aos reagentes, causadas pelos microporos, limitam o
uso das zeólitas no processamento de moléculas pesadas. Isto demanda o
desenvolvimento de materiais que combinem as propriedades de zeólitas com as de
materiais mesoporosos. Um número significativo de procedimentos experimentais,
pré ou pós síntese, vem sendo sugerido para a obtenção de zeólitas hierarquicamente
estruturadas. As metodologias de síntese mais bem sucedidas envolvem o uso de
agentes geradores de mesoporosidade (agentes orgânicos e nanopartículas) ou
nanomoldes (moldagem em nanoespaços), que geram sólidos com mesoporosidade
intracristalina com uma estreita distribuição de tamanho de poros; isto resulta em
sólidos contendo mesoporos, além dos microporos intrínsecos das zeólitas. Entretanto,
ainda não existem estudos sistemáticos, que permitam estabelecer o efeito das
variáveis de preparação sobre as características dos sólidos finais. A fim de superar
essa dificuldade, neste trabalho foi estudado o efeito do tempo e da temperatura de
cristalização do gel de síntese sobre as características de materiais baseados em
mordenita com estrutura hierárquica de poros. Na preparação das amostras,
adicionou-se um organossilano gerador de mesoporosidade (TPOAC, cloreto de [3-
(trimetoxissilil)propil]octadecildimetilamônio), ao gel de síntese da mordenita, que foi
cristalizado por diferentes períodos e em distintas temperaturas. Os sólidos obtidos
foram submetidos à troca iônica com cloreto de amônio e posterior calcinação, de
modo a obter a forma ácida do material. As amostras foram caracterizadas por
termogravimetria, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier,
difração de raios X, análise textural por adsorção de nitrogênio, ressonância
magnética nuclear de 29Si e de 27Al, microscopia eletrônica de varredura e medidas de
acidez por dessorção de amônia à temperatura programada. Observou-se que a
formação da mordenita contendo mesoporos é influenciada pelo tempo e temperatura
de cristalização do gel da zeólita. O emprego de tempos relativamente curtos ou
baixas temperaturas favorece a formação de um sólido amorfo, enquanto longos
tempos ou elevadas temperaturas favorecem a formação de mesoporos intracristalinos
na mordenita. Por outro lado, tempos e temperaturas intermediárias favoreceram a
formação da mordenita com uma estrutura hierárquica de poros e mesoporos
desordenados. O aumento da cristalinidade da mordenita acarreta uma diminuição na
área e no volume de mesoporos, mas promove um acréscimo na área e no volume de
microporos. A área externa também tende a diminuir devido ao aumento do tamanho
do cristal da mordenita em função da cristalinidade. Os sólidos obtidos foram
susceptíveis à desaluminação durante a etapa de calcinação. A extensão da
desaluminação diminuiu com o aumento do tempo ou da temperatura de cristalização,
devido à inserção dos átomos de alumínio na rede da zeólita em formação. Porém, em
tempos de cristalização longos e temperaturas altas, pode ocorrer a redispersão dos
átomos de alumínio. Todos os sólidos apresentaram elevada acidez que aumentou
com a cristalinidade. Entretanto, nas amostras preparadas em tempos curtos e
temperaturas baixas, a maioria dos sítios apresentou força ácida moderada, enquanto
aquelas obtidas em tempos longos e temperaturas altas apresentaram maior
quantidade de sítios ácidos fortes. / The diffusion restrictions of the reactants caused by the micropores limit the
use of zeolites for processing heavy molecules. This demands for the development of
materials that can combine the properties of zeolites and of mesoporous materials. A
significant number of experimental procedures, pre or post synthesis, has been
suggested for obtaining hierarchically structured zeolites. The most successful
synthesis involve the use of mesoporosity generating agents (nanoparticles and
organic agents) or nanotemplates (templating in nanospaces), which generate solids
with intracristaline mesoporosity with a narrow pore size distribution. This results in
solids containing mesoporous besides the intrinsic zeolite micropores. However,
there is not any systematic study which allows to state the effect of crystallization
time and temperature of the synthesis gel on the properties of the final solid. In order
to overcome this difficulty, the effect of time and temperature of the synthesis gel on
the properties of mordenite-based materials with hierarchical pore structure was
studied in this work. In the samples preparation a mesoporosity generating
organosilane (TPOAC, [3-(trimethoxysilyl) propyl] octadecyldimethylammonium
chloride) was added to the synthesis gel of mordenite, which was crystallized for
different times and temperatures. The solids were then submitted to ion exchange
with ammonium chloride and further calcination to obtain the acidic form of the
zeolite. The samples were characterized by thermogravimetry, Fourier transformed
infrared spectroscopy, X-ray diffraction, textural analysis by nitrogen adsorption, 29Si
and 27Al NMR, scanning electron microscopy and acidity measurements by ammonia
desorption. It was observed that the formation of mordenite containing mesoporous is
affected by the time and temperature of crystallization of the zeolite gel. The use of
relatively short times and low temperatures favors the formation of an amorphous
solid, while long times or high temperatures favor the formation of intracristaline
mesoporosity in the mordenite. On the other hand, intermediate times and
temperatures favor the formation of mordenite with hierarchical pore structure and
disordered mesopores. The increase in mordenite crystallinity leads to a decrease in
mesopore area and volume but promotes an increase in micropore area and volume.
The external area also tends to decrease due to the increased crystal size as a function
of mordenite crystallinity. The solids obtained were susceptible to dealumination
during the calcination step. The degree of dealumination decreased with the
increasing crystallization time or temperature due to the insertion of aluminum atoms
in the zeolite lattice. However, at long crystallization times and high crystallization
temperatures the redispersion of aluminum atoms can occur. All solids showed high
acidity which increased as a function of crystallinity. However, the samples prepared
at short times and low temperatures showed the majority of moderate acid sites of
medium strength, whereas those obtained at long times and high temperatures have
more strong acid sites. Thus, intermediate times and temperatures favor the formation
of solids having zeolitic characteristics and high mesoporosity.
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Obtenção de catalisadores baseados em lantânio, níquel e/ou cobalto para a reforma a vapor da glicerinaMaia, Wellington Phillip de Oliveira 30 June 2015 (has links)
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Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-09T19:04:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T19:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / CNPq / Durante a produção de biodiesel, são obtidos cerca de 10% em peso de glicerol, exigindo
novas aplicações para este produto, a fim de evitar o seu acúmulo. Um uso promissor do
glicerol é como matéria-prima na manufatura de produtos de alto valor comercial, como o
hidrogénio, através da reforma a vapor do glicerol. Com o objetivo de desenvolver
catalisadores mais efcientes para essa reação foram estudados, neste trabalho,
catalisadores de níquel e/ou cobalto suportados em óxido de lantânio. Foram utilizados dois
métodos de preparação: (i) coimpregnação e (ii) impregnações sucessivas, para obter
catalisadores com níquel (10,5; 7,5 e 4,5%) e cobalto (4,5; 7,5 e 10,5) suportado em óxido
de lantânio. Foram, também, obtidos catalisadores monometálicos para efeitos de
comparação. As amostras foram caracterizadas por fluorescência de raios X, espectroscopia
de infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medidas de área
superficial specífica, redução à temperatura programada e avaliação dos sítios metálicos e
ácidos por desidrogenação do cicloexano (reação modelo). Os catalisadores foram
avaliados na reforma a vapor do glicerol, conduzida a 1 atm e 600 ° C, com amostras
previamente reduzidas, utilizando uma razão molar vapor/glicerol de 9, durante 5 h. Foram
obtidos sólidos constituídos por óxidos mistos de níquel e lantânio (LaNiO3), de lantânio e
cobalto (LaCoO3) e/ou óxido de lantânio (La2O3) e ou óxido de níquel (NiO) ou óxido de
cobalto (Co3O4). De modo geral, o tamanho médio dos cristais, calculado pela equação de
Scherrer, foi menor nos sólidos obtidos por impregnações sucessivas. Verificou-se que a
adição de cobalto por coimpregnação no catalisador de níquel facilitou a redução de níquel.
Além disso, a redução do níquel foi dificultada, quando o cobalto foi adicionado catalisador
de níquel, por impregnações sucessivas. As áreas superficiais específicas dos catalisadores
também foram alteradas pelo método de preparação dos catalisadores. Quando foi utilizado
o método de impregnações sucessivas, foram obtidos sólidos com os valores mais
elevados, em comparação com aqueles preparados por coimpregnação. Os catalisadores
mostraram quantidades diferentes de átomos expostos na superfície, dependendo do
método de incorporação de cobalto nos sólidos. O catalisador monometálico de níquel
apresentou a maior quantidade de átomos metálicos expostos na superfície, seguida por
aqueles preparados por coimpregnação e por impregnações sucessivas, sendo o catalisador
monometálico de cobalto aquele que mostrou a menor quantidade. Em todos os
catalisadores, não houve sítios ácidos suficientes para promover as reações de
isomerização, indicando um baixo potencial de formação de coque. Foi observado que o
efeito do método de preparação sobre a atividade dos catalisadores depende da
composição dos sólidos. O método de impregnações sucessivas produziu o catalisador mais
ativo quando se usou 10,5 e 7,5% de níquel, enquanto a coimpregnação conduziu ao
catalisador mais ativo, quando se empregou 4,5% de níquel e 10,5% de cobalto. Os
catalisadores preparados por impregnações sucessivas levaram a razões molares
hidrogênio/monóxido de carbono (H2/CO) mais elevadas do que aquelas obtidos por
coimpregnação. O método de impregnações sucessivas também produziu os catalisadores
mais ativos e seletivos a hidrogénio e, portanto, é o meio mais adequado para adicionar
cobalto a catalisadores de níquel. Entre as amostras estudadas, o catalisador de níquel
(4,5%) e cobalto (10,5%) suportado em óxido de lantânio, preparado por impregnações
sucessivas, foi o mais ativo e seletivo a hidrogénio, sendo o mais promissor para a reforma
a vapor de glicero / During biodiesel production, about 10% by weight of glycerol are obtained, demanding for
new applications for this product, in order to avoid its accumulation. A promising use of
glycerol is as raw material for the manufactory of high value products, such as hydrogen, by
the steam reforming of glycerol. Aiming to develop improved catalysts for this reaction,
lanthana-supported nickel and/or cobalt catalysts were studied in this work. Two preparation
methods were used: (i) coimpregnation and (ii) successive impregnations to obtain catalysts
with nickel (10.5; 7.5 and 4.5%) and cobalt (4.5; 7.5 and 10.5) supported on lanthana.
Monometallic catalysts were also prepared for comparison. Samples were
characterized by X-ray fluorescence, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray
diffraction, specific surface area measurements, temperature programmed reduction and
metallic and acidic sites evaluation by cicloexane dehydrogenation (model reaction). The
catalysts were evaluated in glycerol steam reforming, performed at 1 atm and 600 °C, on
samples previously reduced, using a steam to glycerol molar ratio of 9, for 5 h. Solids made
of mixed oxides of lanthanum and nickel (LaNiO3), lanthanum and cobalt (LaCoO3) and/or
lanthanum oxide (La2O3) and/or nickel oxide (NiO) or cobalt oxide (Co3O4) were obtained. As
a whole, the average size of the crystals, calculated by Scherrer equation, was lower for the
solids obtained by successive impregnations. It was found that cobalt addition by
coimpregnation to nickel catalyst facilitated nickel reduction. Moreover, the reduction of
nickel was hampered when cobalt was added by successive impregnations to nickel catalyst.
The specific surface areas the catalysts also changed with the preparation method of the
catalysts. When the successive impregnation method was used, solids with higher values
were obtained as compared to those prepared by coimpregnation. The catalysts have shown
different amounts of atoms exposed on the surface, depending on the method of cobalt
incorporation on solids. The monometallic nickel catalyst has the largest amount of metal
atoms exposed on the surface, followed by those prepared by coimpregnation and by
successive impregnations, the monometallic cobalt-based one showing the least amount. For
all catalysts, there was not enough acidic sites to promote isomerization reactions indicating
a low potential for coke formation. It was observed that the effect of the preparation method
on the activity of the catalysts depends on the composition of the solids. Successive
impregnations produced the most active catalyst with 10.5 and 7.5% of nickel, while
coimpregnation led to the most active catalyst with 4.5% nickel and 10.5% of cobalt. The
catalysts prepared by successive impregnations led to hydrogen to carbon monoxide molar
ratios (H2/CO) higher than those obtained by coimpregnation. The successive impregnations
method also produced more active and selective catalysts to hydrogen and thus is the most
suitable way for adding cobalt to nickel catalysts. Among the samples studied, lanthana-
supported nickel (4.5%) and cobalt (10.5%) prepared by successive impregnations was the
most active and selective to hydrogen catalyst, being the most promising for glycerol steam
reforming.
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Recuperação avançada de petróleo (EOR) por métodos químicos e dependência do tipo de glicerina brutaRodrigues, Pamela Dias 27 March 2013 (has links)
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Dissertação_PamelaRodrigues.pdf: 2695462 bytes, checksum: 4625a6ae0d6f279fc57d29a74c951980 (MD5) / CNPq / A recuperação avançada visa recuperar o máximo de óleo presente no reservatório
após o emprego da recuperação convencional, ou onde a recuperação convencional
falharia caso aplicada. Propor métodos que aumentam o tempo de vida do
reservatório melhorando a recuperação do óleo é de grande interesse, já que o
petróleo ainda é uma das principais matrizes energéticas do mundo. A glicerina
bruta em trabalhos anteriores do grupo mostrou-se promissora quando utilizada
como fluido de recuperação avançada de petróleo, apresentando altos fatores de
recuperação, além disto, viabiliza também a produção de biodiesel agregando valor,
uma vez que se caracteriza como um coproduto deste. O presente trabalho tem
como objetivo identificar os fluidos de recuperação mais utilizados na recuperação
de petróleo, demonstrar a eficiência da glicerina bruta como fluido de recuperação,
bem como identificar quais as propriedades físico-químicas inerentes a este fluido
permite classifica-lo como um bom fluido de recuperação, identificando também
quais as influencias sob o óleo recuperado. Para isto foi realizado uma prospecção
tecnológica buscando patentes relacionadas à melhora da mobilidade do óleo por
meio de injeção de fluidos de recuperação, sendo encontradas 335 patentes
relacionadas. Além disto, foram realizados 3 ensaios de recuperação em sistema
Holder, cujas frações oleosas colhidas e o petróleo in natura utilizado foram
caracterizados por diferentes técnicas de análise instrumentais. Foi possível
identificar o fator de recuperação de diferentes glicerinas – sendo a glicerina de
mamona a que apresentou maior fator de recuperação 58%. Adicionalmente foi
possível identificar semelhanças físico-químicas entre as frações de óleo recuperado
em diferentes etapas da recuperação e como se dá o mecanismo de recuperação
destes fluidos. Havendo uma separação entre o petróleo obtido na recuperação
primária e secundária em relação ao obtido na recuperação avançada indicando
uma maior interação entre a glicerina bruta e o óleo. / Enhanced recovery seeks to recover most of the oil present in the reservoir after the
use of conventional recovery or recovery where conventional fail if applied. Propose
various methods to increase the lifetime of reservoir enhancing the oil recovery is of
great interest, since oil is still a major energy matrices of the world. The crude
glycerin in previous work group has shown promise when used as enhanced
recovery of oil fluid, with high recovery factor, moreover, also enables the production
of biodiesel adding value, since it is characterized as a byproduct thereof. This study
aims to identify the recovery of fluids more used for oil recovery, demonstrate the
efficiency of crude glycerin as a recovery fluid as well as identify the physico-
chemical properties inherent in this fluid allows classifies it as a good fluid recovery
include identifying which influences in the recovered oil. To this was done looking for
a technological prospect patents related to improving the mobility by oil recovery
injection fluids, and found 335 related patents. In addition, we performed three trials
Holder recovery system, the oil fractions collected and used fresh oil were
characterized by various instrumental analysis techniques. It was possible to identify
the different glycerins recovery factor - being the glycerin Beaver Presented the
highest recovery factor 58%. Additionally it was possible to identify physical and
chemical similarities between oil fractions recovered at different stages of recovery
and how is the recovery mechanism of these fluids. If there is a separation between
the oil obtained from the primary and secondary recovery compared to that obtained
in the advanced recovery indicating greater interaction between the crude glycerin
and oil
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Emprego de adsorventes oriundos da casca de arroz na remoção de cobre em efluentes aquososSilva, Leonardo Brito da 19 April 2013 (has links)
Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-03-16T13:55:31Z
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Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / CAPES / Os metais resultantes das atividades antropogênicas e a elevada quantidade
de resíduos gerados pelas atividades industriais e de agricultura, têm contaminado o
meio ambiente e a cadeia alimentar, afetando portanto a saúde humana. Com o fim
de minimizar esses efeitos negativos, várias pesquisas têm sido direcionadas para
identificar processos capazes de converter os resíduos em materiais de alto valor
comercial. Visando a converter a casca de arroz em um material de alto valor
comercial, tal como um adsorvente, neste trabalho, descreveu-se a preparação de
diversos sólidos baseados nesse resíduo. As amostras foram avaliadas na adsorção
do cobre em soluções aquosas modelo de águas residuais. O cobre tem sido
encontrado em várias águas residuais, como resultado de atividades industriais e
tem provado ser prejudicial ao ser humano. As amostras foram preparadas
modificando-se a casca de arroz com hidróxido de sódio e por carbonização e
pirólise da casca de arroz. Foi estudada a influência da concentração inicial, tempo
de contato, agitação, temperatura e tamanho de partícula sobre capacidade adsortiva
das amostras, usando soluções aquosas modelos de sulfato de cobre (200, 300, 400,
500, 600, 700, 800, 900 e 1000 mg.L-1). Todos os adsorventes exibiram estrutura
amorfa, sendo constituídos primariamente por carbono, oxigênio e hidrogênio; a
cinza da casca de arroz mostrou ser primariamente formada por sílica. Os principais
grupos funcionais nas amostras foram sílica, grupos tetrédricos SiO4, siloxanos (Si-
O-Si), silanóis (Si-OH), aldeídos, cetonas e aromáticos. A casca de arroz in natura
não foi capaz de adsorver cobre enquanto as outras amostras mostraram ser
adsorventes eficientes. Observou-se que quanto mais alta a concentração inicial da
solução, mais baixa a quantidade de cobre adsorvido. A adsorção máxima tanto pela
casca de arroz modificada (sem agitação) quanto pela cinza da casca de arroz (com
agitação) foi obtida após 3 h. O tamanho de partícula não influenciou a remoção de
cobre enquanto a maior remoção de cobre ocorreu a 25 °C. O adsorvente mais
promissor foi a cinza da casca de arroz, que mostrou a mais alta capacidade
adsortiva. O modelo de Langmuir mostrou-se adequado para descrever a adsorção
do cobre por todas as amostras enquanto o modelo de Temkin foi o mais adequado
para descrever a adsorção pela cinza da casca de arroz. O estudo mostrou que a
casca de arroz pode ser convenientemente usada para produzir adsorbentes
eficientes, capazes de remover cobre de águas residuais. / Metals resulting from anthropogenic activities and the high amount of waste
generated by industrial and agricultural activities have contaminated the environment
and the food chain, thus affecting human health. In order to minimize these negative
effects, several researches have been addressed to find processes able to convert
the wastes in high value materials. Aiming to convert rice husk to a high value
material, such as an adsorvent, the preparation of several solids based on this waste
was described in this work. The samples were evaluated in the adsorption of copper
in aqueous solutions as models of wastewaters. Copper has been found in several
wastewaters as a result of industrial activities and had been proven to be harmful to
human being. Samples were prepared by modifying rice husk with sodium hydroxide
and by carbonization and pirolysis of rice husk.The influence of initial concentration,
contact time, agitation, temperature and particle size on the adsorption capacity of the
samples was studied using aqueous model solutions of copper sulfate (200, 300, 400,
500, 600, 700, 800, 900 and 1000 mg.L-1). All adsorbents exhibited amorphous
structure and were composed primarily of carbon, oxygen and hydrogen, ash rice
husk was mostly made of silica. The main functional groups in the samples were
silica, SiO4 tetrahedra, siloxanes (Si-O-Si), silanol (Si-OH), aldehydes, ketones and
aromatics. Fresh rice husk was not able to adsorb copper while the other samples
had proven to be efficient adsorbents. It was observed that the higher the initial
concentration of the solution of copper, the smaller the amount of adsorbed copper.
The maximum adsorption by both modified rice husk (without agitation) and for rice
husk ash (with agitation) was obtained after 3 h. The particle size had no influence on
the copper removal while the highest removal of copper occurred at 25 °C. The most
promising adsorvent was the rice husk ash which showed the highest adsorption
capacity. The Langmuir model is suitable for describing copper adsorption for all
samples while the Temkin model was most suitable for describing the rice husk ash.
The study had shown that rice husk can be conveniently used for producing efficient
adsorbents able to remove copper from wastewaters.
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Remoção do azul de metileno em efluentes aquosos sobre catalisadores de ferro suportado em nanotubos de carbonoBorges, Sarah Maria Santana 09 June 2014 (has links)
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Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T15:09:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T15:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Sarah Borges_Tese Completa.pdf: 42158517 bytes, checksum: 279a80dc4bdf326bab2edfff6641a3ef (MD5) / CAPES / A limitação das reservas e a crescente demanda de água doce no planeta,
assim como as restrições impostas ao lançamento de efluentes no meio
ambiente, tem exigido a adoção de estratégias que visem a racionalizar a
utilização dos recursos hídricos e a minimizar os impactos negativos
relacionados a esses descartes. Os efluentes de plantas industriais, tais como
de couro, plásticos, cosméticos, têxteis, borracha e de papel, assim como de
processamento de alimentos e de fabricação de corante, contém um ou mais
tipos de poluentes tóxicos. Eles têm sido bastante estudados e está bem
estabelecido que a sua presença, mesmo em baixas concentrações, causa
danos significativos aos seres vivos e ao meio ambiente. Dessa forma, vários
processos têm sido desenvolvidos, com o objetivo de eliminá-los em efluentes
industriais. Entre eles, a oxidação catalítica com peróxido de hidrogênio surge
como um método promissor e eficiente para tratar esses efluentes. Com o
intuito de desenvolver um método eficiente na degradação de corantes tóxicos,
foi estudada a oxidação do azul de metileno (molécula modelo) com peróxido
de hidrogênio sobre óxido de ferro suportado em nanotubos de carbono,
obtidos por spray pirólise e decomposição catalítica a vapor. Os catalisadores
foram preparados por impregnação de compostos de ferro nos nanotubos de
carbono, através de impregnação úmida incipiente e de impregnação em
excesso usando microondas. As amostras foram caracterizadas por
fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia Raman, medida
da área superficial específica e porosidade, espectroscopia no infravermelho
com transformada de Fourier, redução à temperatura programada, microscopia
eletrônica
de
varredura,
microscopia
eletrônica
de
transmissão
e
termogravimetria. Os catalisadores obtidos foram avaliados na oxidação do
azul de metileno em temperatura e pressão ambiente. Observou-se que o
método de spray pirólise produziu catalisadores com nanotubos de carbono de
paredes múltiplas com maior qualidade estrutural, em relação àqueles obtidos
por decomposição catalítica a vapor, que mostraram áreas superficiais
específicas mais elevadas. Os métodos de purificação e funcionalização (com
os ácidos clorídrico e nítrico) promoveram a eliminação de impurezas e a
incorporação de grupos funcionais dos nanotubos, respectivamente. Na síntese
dos catalisadores, o método de impregnação úmida incipiente foi mais eficiente
quando comparada a impregnação por microondas, formando sólidos com
teores de ferro mais próximos dos nominais. Foi observada a formação de
hematita sobre os nanotubos não funcionalizados e magnetita sobre aqueles
funcionalizados. Todos os catalisadores foram capazes de remover o azul de
metileno, em presença e ausência de peróxido de hidrogênio (adsorção e
oxidação respectivamente). Em todos os casos, a maior contribuição foi dada
pela adsorção. Os nanotubos obtidos pelo método spray pirólise e preparados
por impregnação úmida foram mais eficientes na oxidação de azul de metileno,
enquanto aqueles preparados por decomposição catalítica a vapor foram mais
eficientes como adsorvente / The limited reserves and the growing demand for fresh water on the planet, as
well as restrictions on the wastewater disposal into the environment, has
required the adoption of strategies aiming to rationalize the use of water
resources and minimize the negative impacts related to them. The effluents of
industrial plants, such as leather, plastics, cosmetics, textile, rubber and paper
as well as food processing and manufacturing dye frequently contain one or
more types of toxic pollutants. They have been extensively studied and is well
established that they cause significant damage to living beings and to the
environment even at low concentrations. Therefore, several processes have
been developed in order to eliminate them in industrial wastewater. Among
them, the catalytic oxidation with hydrogen peroxide emerges as a promising
and efficient method to treat wastewaters. With the aim of developing an
efficient method for degradation of toxic dyes, the oxidation methylene blue
(model molecule) was studied with hydrogen peroxide on iron oxide supported
on carbon nanotubes obtained by spray pyrolysis and catalytic vapor
decomposition. The catalysts were prepared by impregnation of iron
compounds on the surface of carbon nanotubes by incipient wet impregnation
and impregnation in excess using microwave. The samples were characterized
by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, specific surface
area and porosity measurements,Fourier transform infrared spectroscopy,
temperature
programmed
reduction,
scanning
electron
microscopy,
transmission electron microscopy and thermogravimetry. The samples were
evaluated in the oxidation of methylene blue at room temperature and pressure.
It was observed that the spray pyrolysis method produced catalysts based on
multi-walled carbon nanotubes with higher quality structure as compared to
those obtained by catalytic vapor decomposition, which showed higher specific
surface areas. The purification and functionalisation methods (with hydrochloric
and nitric acids) promoted the removal of impurities and the incorporation of
functional groups on nanotubes, respectively. In the synthesis of the catalysts,
the wet incipient impregnation method was more efficient than microwave
impregnating, producing solids with iron content closer to the nominal values.
Hematite was produced on non-functionalized nanotubes while magnetite was
formed on functionalized ones. All catalysts were able to remove the methylene
blue in the presence and absence of hydrogen peroxide (adsorption and
oxidation respectively). For all cases, the largest contribution is given by
adsorption. Nanotubes obtained by spray pyrolysis method and prepared by wet
impregnation were more efficient in the oxidation of methylene blue, while those
prepared by catalytic vapor decomposition were more efficient as adsorbents.
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Estudo de precursores perovskitas LaNi1- xCoxO3 na obtenção de gás de síntese a partir da reforma seca do CH4 em presença de O2Lemos, Isleide Pereira 26 August 2013 (has links)
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Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T16:37:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T16:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertacao de mestrado finalizada.pdf: 6473838 bytes, checksum: 4e8f9f9e9b515ec63be600d0ec9efd0d (MD5) / Neste trabalho catalisadores a base de perovskitas LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5 e
1,0) e misturadas com SiO2 foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas na
reforma seca do CH4 em presença de O2 (Oxi-CO2). As perovskitas foram
sintetizadas pela rota dos citratos, misturadas com sílica e caracterizadas
através das técnicas de TGA, DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO e EDS.
Os difratogramas das amostras apresentaram picos característicos das fases
perovskita e amorfa SiO2 (amostras misturadas), indicando que o método de
síntese além de simples foi satisfatório. Os precursores não substituídos
apresentaram morfologia lamelar, enquanto a substituição com Co conduziu a
sólidos com partículas aglomeradas e uniformes, com forma levemente esférica.
A análise de XRF indicou que as perovskitas apresentaram estequiometria
desejada. A mistura das perovskitas com a SiO2 possibilitou a obtenção de
material com área específica mais elevada que o precursor puro.Perfis de TPR-
H2 mostraram que a substituição do Ni pelo Co dificulta a redutibilidade das
espécies, aumentando a temperatura dos eventos de redução, porem as análises
de TPSR indicaram que os mesmos apresentaram-se ativos para a Oxi-CO2. Os
testes catalíticos de longa duração apresentaram boa conversão e seletividade
ao gás de síntese, obtendo-se razão H2/CO de acordo com a estequiometria da
reação. A análise de EDS pós-teste catalítico não foi conclusiva em relação à
formação de carbono ao longo da reação, porém as análises de TPO, MEV e TG
só constataram deposição de carbono no precursor LaNiO3, evidenciando que a
mistura mecânica com SiO2 e a substituição parcial do Ni pelo Co contribuíram
para formação de sistemas catalíticos mais estáveis e resistentes à deposição de
carbono na superfície catalítica, no período do teste. A utilização de precursores
perovskitas com composição LaNi1-xCoxO3 e LaNi1-xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) na
Oxi-CO2 reforma do CH4, aliado a condições adequadas é promissor para
obtenção de gás de síntese. / In this work catalysts based on perovskites LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5; 1,0) and
mixed with SiO2 were synthesized, characterized and appraised in the dry form of
CH4 in presence of O2 (Oxy-CO2).The perovskites were synthesized by the route
of citrates, mixed with silica and characterized through the techniques of de TGA,
DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO and EDS. The difratograms of the
samples presented characteristics picks of the phases perovskite and amorphous
SiO2 (mixed samples), indicating that the synthesis method besides simple, was
satisfactory. The precursors no substituted presented lamellar morphology, while
the substitution with Co led to solids with agglomerated particles and uniforms,
with form slightly spherical. The analysis of XFR indicated that the perovskites
presented wanted stoichiometry. The mixture of the perovskites SiO2 made
possible to obtain materials with specific area higher than the pure precursor.
Profiles of H2-TPR showed that the substitution of Ni for Co hinders the
reductibility of the species, increasing the temperature of the events of reduction,
but the analyzes of TPSR indicated that the same ones displayed to be active for
the OXI-CO2. The catalystics tests of long term presented good conversion and
selectivity to the synthesis gas, being obtaining ratio H2/CO according to the
stoichiometry of the reaction. The analyze of EDS post-test catalytic was not
conclusive regarding to the carbon formation during the reaction, but the
analyses of TPO,MEV and TG only verified deposition of carbon in the
precursor LaNiO3, evidencing that the mechanic mixing SiO2 and the partial
substitution of Ni for Co contributed to formation of catalyst systems stableer and
resistant to the deposition of carbon on the catalyst surface at the time of the
test. The use of precursors perovskites with composition LaNi1-xCoxO3 and LaNi1-
xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) in Oxy-CO2 reforming of CH4, together with suitable
conditions is promising for obtaining of synthesis gas.
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Aplicação da espectrofluorimetria e análise multivariada na determinação da viscosidade estabilidade oxidativa e massa específica de combustíveis biocombustíveis e óleosTanajura, Alessandra dos Santos 27 March 2013 (has links)
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dissertação_Alessandra_Tanajura.pdf: 2001226 bytes, checksum: a576db33c19369751b0c8a9de53e91d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T15:48:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1
dissertação_Alessandra_Tanajura.pdf: 2001226 bytes, checksum: a576db33c19369751b0c8a9de53e91d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T15:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1
dissertação_Alessandra_Tanajura.pdf: 2001226 bytes, checksum: a576db33c19369751b0c8a9de53e91d7 (MD5) / CNPq / Com o aumento da demanda de biodiesel como combustível surge a necessidade
de se desenvolver novos métodos analíticos para determinar propriedades químicas
e físico- químicas do mesmo. Um dos problemas associados ao biodiesel diz
respeito a sua baixa estabilidade oxidativa. A oxidação pode causar aumento na
viscosidade e na acidez do combustível. No presente trabalho foi desenvolvido um
método para predição da viscosidade, estabilidade oxidativa e massa específica de
biocombustíveis utilizando espectrofluorimetria e PLS. O método consiste na
obtenção de um modelo matemático obtido entre dados espectrais resultantes de
análises espectrofluorimétricas e dados de análises de viscosidade cinemática,
massa específica ou estabilidade oxidativa através da aplicação de Análise
Multivariada por Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Os espectros de emissão
fluorescente das amostras foram realizados em um espectrofluorímetro, onde a
emissão foi detectada de 230 a 800 nm em intervalos de 0,5 nm enquanto as
moléculas presentes na amostra sofriam excitação em comprimentos de onda fixos
na faixa de 200 a 775 nm. Foram analisadas 46 amostras em diversas
concentrações de biodiesel em diesel e 06 amostras de óleos comerciais. Todos
foram analisados através da Espectroscopia de Fluorescência Total associada a
PLS e foi possível obter valores de R-quadrado próximos de 1 para cada um dos
modelos PLS construídos. Preliminarmente foi feita uma busca de anterioridade de
patentes para o uso de métodos ópticos para determinar oxidação, viscosidade e
massa específica e verificou-se que nenhuma das patentes encontradas sugere o
uso da espectrofluorimetria combinada com calibração multivariada para a predição
das propriedades químicas e físico-químicas estudadas. Com isso foi depositada no
INPI uma patente sobre o método desenvolvido. / With increasing demand for biodiesel fuel as the need arises to develop new
analytical methods for determining chemical and physicochemical properties thereof.
One of the problems associated with biodiesel relates to its low oxidative stability.
The oxidation can cause an increase in viscosity and acidity of the fuel. In this work
we developed a method for predicting the viscosity, oxidative stability and density of
biofuels using spectrofluorimetry and PLS. The method consists in obtaining a
mathematical model obtained between spectral data derived from spectrofluorimetry
analysis and values of kinematic viscosity, density or oxidative stability by applying
multivariate partial least squares (PLS). The fluorescence emission spectra of the
samples were performed in a spectrofluorometer where the emission was detected
230-800 nm in steps of 0.5 nm while the molecules present in the sample suffered
excitation wavelengths in the range fixed 200-775 nm. We analyzed 46 samples in
different concentrations of biodiesel in diesel and 06 samples of commercial oils. All
were analyzed by fluorescence spectroscopy total associated with PLS and it was
possible to obtain values of R-squared near 1 for each PLS-models. Preliminarily, a
search was made for prior patents using optical methods for determining oxidation
and viscosity and found that none of the patents found suggests the use of
spectrofluorimetry combined with multivariate calibration for the prediction of
chemical and physical chemical properties studied. With that was deposited on INPI
a patent related to the method developed.
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Síntese, caracterização e aplicação catalítica do zeólito ferrierita na desidratação de glicerol à acroleína em fase gasosaSantos, Maurício Brandão 30 January 2015 (has links)
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Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1
Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / CAPES / A produção de biodiesel no Brasil é hoje uma realidade, mas para que o processo
seja economicamente viável faz-se necessário o aproveitamento do glicerol obtido
como coproduto. Produtos mais rentáveis podem ser obtidos por diversas rotas
catalíticas. A acroleína que é um intermediário químico na produção de ácido acrílico
e seus polímeros pode ser obtida pela desidratação de glicerol, em fase gasosa.
Esta reação é favorecida sobre catalisadores ácidos, especialmente os zeólitos.
Estes materiais são aluminossilicatos microporosos, com estrutura tridimensional e
acidez que pode ser ajustada pela razão molar SiO2/Al2O3. A depender da estrutura
do zeólito, de sua acidez e propriedades texturais, podem ser obtidas altas
conversões e seletividades na desidratação do glicerol a acroleína, em fase gasosa,
mas geralmente observa-se rápida desativação pela deposição de coque. Os
melhores resultados de conversão de glicerol na literatura foram obtidos com o
zeólito H-β e o H-ZSM-5. Porém, apesar do zeólito ferrierita apresentar baixa
conversão e da não existência de estudos exploratórios dessa topologia na literatura
Kim e colaboradores apontam melhores seletividades a acroleína para o zeólito
ferrieita. O zeólito ferrierita (FER) é composto estruturalmente por canais com anéis
de dez membros intersectados perpendicularmente a canais formados por anéis de
oito membros. A síntese hidrotérmica estática deste zeólito pode ser realizada em
meio hidróxido ou fluoreto. Ademais, diferentes composições de gel de síntese são
encontradas na literatura utilizando diferentes agentes direcionadores de estrutura.
Neste trabalho a síntese do zeólito ferrierita foi realizada utilizando etilenodiamina,
em meio hidróxido e piridina e/ou n-butilamina para o meio fluoreto, com diferentes
razões molares SiO2/Al2O3. Os materiais foram caracterizados e avaliados
cataliticamente na desidratação do glicerol a acroleína em fase gasosa. A utilização
de ar sintético como gás de arraste, regenera sítios ácidos coqueados nas primeiras
horas de teste catalítico e, mantém a conversão de glicerol e a seletividade a
acroleína praticamente constantes nas demais horas de reação. A medida que
aumenta a razão SiO2/Al2O3 maior a fração de sítios ácidos moderados e melhor o
desempenho catalítico. A temperatura de 300ºC foi a que conduziu melhores
atividades para os zeólitos obtidos nos dois meios. A medida que se aumenta o
tempo espacial, maior a seletividade a acroleína. A variação da razão H2O/glicerol
indicou que, mesmo com o aumento da concentração de glicerol para 50%, se
obteve resultados de conversão e seletividades próxima àquelas da solução 36,6%,
o que é de extrema importância no aproveitamento de glicerol. Os catalisadores
obtidos em meio fluoreto apresentaram ativos na desidratação do glicerol, mesmo
apresentando menor densidade total de sítios ácidos. Além disso, estes
catalisadores após teste catalítico apresentam baixa desativação e pouca
percentagem de coque deposita / Biodiesel production in Brazil is a reality, but that the process is economically viable it
is necessary the use of glycerol obtained as co-product. Various catalytic routes can
obtain most profitable products. The acrolein, which is a chemical intermediate in the
production of acrylic acid and its polymers, can be obtained by dehydration of
glycerol in the gas phase. This reaction is favored over acid catalysts, especially
zeolites. These materials are microporous aluminosilicates with three dimensional
structure and acidity can be adjusted by the SiO2/Al2O3 molar ratio. Depending on the
zeolite structure, acidity and textural properties can be obtained in high conversions
and selectivities dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase, but typically
observed rapid deactivation by coking. The best conversion of glycerol results in the
literature have been obtained with H-β zeolite and H-ZSM-5. However, despite the
ferrierite zeolite have low conversion and lack of exploratory studies of this topology
in literature Kim et al. point out best selectivities for acrolein ferrieita zeolite. The
zeolite ferrierite (FER) consists structurally by channels with rings ten members
intersected perpendicularly to channels formed by rings of eight members. The static
hydrothermal synthesis of the zeolite can be performed in the middle hydroxide or
fluoride. Furthermore, different synthesis gel compositions are found in the literature
using different drivers agents structure. In this paper the synthesis of zeolite ferrierite
as performed using ethylenediamine in the middle hydroxide and pyridine and/ or n-
butylamine in fluoride medium with different SiO2/Al2O3 molar ratios. The materials
were characterized and evaluated in the catalytic dehydration of glycerol to acrolein
in the gas phase. The use of synthetic air as carrier gas, regenerates the coque in
the acid sites in the early hours of catalytic test and keeping the conversion of
glycerol and the selectivity to acrolein nearly constant in the remaining hours of
reaction. As increases the SiO2/Al2O3 higher the fraction of moderate acid sites and
the best catalytic performance. The temperature was 300°C led to the best activities
for the zeolites obtained in two ways. As one increases the space time, the higher the
selectivity to acrolein. The variation of the ratio H2O/glycerol indicated that even with
increasing glycerol concentration for 50% conversion was obtained results and those
of the next solution selectivity 36.6%, which is extremely important in the use of
glycerol. The catalysts obtained in medium fluoride had assets in glycerol
dehydration, even with lower total density of acid sites. Further, these catalysts after
the catalytic test and deactivation have low low percentage of deposited coke.
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Ferritas de magnésio dopadas com cobre e alumínio para a reação de DeSOxRebouças, Esmeraldo Fábio Argolo 01 April 2015 (has links)
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TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T17:17:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1
TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T17:17:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1
TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Os óxidos de enxofre, principalmente o SO2, são importantes poluentes atmosféricos
que provocam sérios problemas ambientais. O SO2 pode ser produzido a partir de
diversas fontes, incluindo fontes naturais. Dentre as fontes antropogênicas, a queima
de combustível é responsável por cerca de 80% das emissões de SO2. Por essa
razão, com o intuito de promover a melhoria na qualidade do ar, diversos órgãos
ambientais desenvolveram programas com legislações específicas para a emissão
de SO2. A fim de atender às legislações impostas pelos órgãos de controle
ambiental, as indústrias buscaram formas diversificadas de controlar a emissão ou
de reduzir a formação de SO2 nos seus processos. Dentre os processos de controle
de emissão de SO2 destaca-se o processo de adsorção em que óxidos de metais de
transição são aplicados como adsorventes para SO2. Os óxidos de ferro apresentam
propriedades importantes que os tornam promissores para o abatimento de SO2 em
correntes gasosas. Dessa forma, espinélios de ferro e magnésio dopados com Cu e
Al foram preparados pelo método da combustão a fim de obter materiais de
dimensões nanométricas. Os difratogramas de raios-X mostraram que para todos os
materiais foi formada a fase espinélio, majoritariamente, e, que, os íons alumínio
substituem isomorficamente os íons ferro. Porém, os materiais contendo cobre
apresentaram fase CuO segregada, confirmado pelas análises de TPR e FTIR
estrutural. Os perfis de dessorção termoprogramada de CO2 mostraram que a
incorporação de Al promoveu a formação de sítios básicos e a presença de cobre
diminui a basicidade do material. Os dados do DRX mostraram que os materiais
contendo Al apresentaram diâmetro de cristalito menores resultando em melhores
propriedades texturais (área superficial, diâmetro de poro e diâmetro de partícula),
enquanto que a presença de cobre apresentou o efeito inverso ao observado para o
alumínio. Os testes DeSOx mostraram que os materiais dopados com Al
apresentaram melhores desempenhos, principalmente em altas temperaturas. No
entanto, os materiais contendo cobre não apresentaram desativação total em
nenhuma temperatura analisada, estes resultados estão de acordo com as
propriedades ácido-base avaliadas nos perfis de TPD. Os resultados de DRIFTS-in
situ evidenciaram que na ausência de oxigênio ocorre a formação de sulfatos e a
presença de sulfitos foi observada pelos espectros de FTIR pós-teste. Os ensaios de
adsorção na presença de CO e CO2 sugerem que não há uma competição pelos
sítios, no entanto, houve deposição de compostos carbonáceos superficiais e
formação de magnetita a partir de 500°C, confirmados por termogravimetria. As
análises de EPR mostraram a presença de espécie Fe3+–O–Fe3+ de dimensões
nanométricas, sugeridos como sítios de adsorção de SO2. O mecanismo proposto
sugere que o centro redox para a sulfatação pode ser o átomo de ferro presente na
espécie analisada no EPR, evidenciado pela região de oxidação nos ensaios de
termogravimetria das amostras testadas. / Sulfur oxides, especially SO2, are important air pollutants causing serious
environmental problems. The SO2 can be produced from diverse sources, including
natural ones. Among the anthropogenic sources, fuel burning is responsible for about
80% of SO2 emissions. For this reason, several environmental agencies have
developed programs with specific legislation for the emission of SO2 to promote
improvements in air quality. In order to take account of the legislation imposed by
environmental agencies, industries sought diverse ways to control the emission or to
reduce SO2 formation in their processes. Among the SO2 emission control
processes, it is possible to highlight the adsorption process in which the transition
metal oxides are used as SO2 absorbents. The iron oxides have important properties
that make them promising for SO2 abatement in gaseous streams. Thus, spinels of
iron and magnesium doped with Cu and Al were prepared by combustion method to
obtain nanometric materials. The XRD patterns of X-rays show that for all materials
was formed mainly a spinel phase and that the aluminum ions isomorphically replace
the iron ions, however, the materials containing copper showed segregated CuO
phase, which was confirmed by analysis of TPR and FTIR structural. Thermal
Programmed desorption profiles of CO2 show that the uptake Al promotes the
formation of basic sites and the presence of copper reduces the basicity of the
material. The XRD data shows that the materials containing Al have smaller
crystallite diameter resulting in better textural properties (surface area, pore diameter
and particle diameter), while the presence of copper has the opposite effect to that
observed for aluminum. The DeSOx tests showed that the Al-doped materials were
better, especially at high temperatures. Though the materials containing copper did
not show complete deactivation analyzed in any temperature, these results are
consistent with the acid-base properties evaluated in the TPD profiles. In-situ
DRIFTS results showed that in the absence of oxygen the formation of sulfates
occurs and the sulfites presence were observed by post-test FTIR spectra. The
adsorption experiments in the presence of CO and CO2 suggest that there is no
competition for the sites, however there was deposition of superficial carbonaceous
compounds and formation of magnetite from 500°C that were confirmed by
thermogravimetric analysis. EPR analysis showed the presence of species Fe3+–O–
Fe3+ in nanometric dimensions that have been suggested as SO2 adsorption sites.
The proposed mechanism suggested that the redox center to the sulfatation may be
the iron atom presented in the analyzed species in the EPR, which was evidenced by
the oxidation region in the thermogravimetric analysis of the samples teste
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