Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-02T11:56:04Z No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 8504959 bytes, checksum: 74ea94251161f47f8ce408724c14db89 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:05:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 8504959 bytes, checksum: 74ea94251161f47f8ce408724c14db89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 8504959 bytes, checksum: 74ea94251161f47f8ce408724c14db89 (MD5) Previous issue date: 2010-03-12 / Líquidos iônicos são, por definição, sais compostos por um cátion orgânico e um ânion inorgânico, com baixo ponto de fusão. Uma importante aplicação dos líquidos iônicos é que eles podem substituir os solventes convencionais. Recentemente, foram usados também como solventes co-catalisadores para aglomerados metálicos catalisadores no processo de retirada de compostos aromáticos do petróleo. O líquido iônico prepara e estabiliza as nanopartículas de irídio que catalisam as reações de hidrogenação dos compostos aromáticos. Os líquidos iônicos possuem diversas aplicações, porém possuem um custo muito elevado. Por isso, a ideia de suportá­los em compostos já utilizados para esse fim é interessante, pois suportados, a quantidade necessária nas reações será menor. Dentre vários tipos de suportes catalíticos existentes, um dos mais importantes industrialmente é o óxido de alumínio, também conhecido como alumina, que possui a fórmula molecular Al2O3. A alumina possui uma grande variedade de estruturas de transição, dentre as quais se destaca a forma ꝩ . A gama­-alumina ( ꝩ-­Al2O3) é um material de imensa importância industrial e é usada como suporte catalítico automotivo e industrial, por exemplo, na catálise do refinamento do petróleo. Nesse trabalho foi realizado um estudo de simulação da adsorção do líquido iônico [BMIM]+[BF4]­ sobre a superfície (100) de gama­alumina visando uma compreensão a nível atômico da interação entre as espécies citadas. Para esse melhor entendimento foram obtidos resultados geométricos e energéticos de várias conformações do líquido iônico sobre a superfície do óxido para depois serem realizados cálculos de pós­processamento tais como, análise de Bader, análise da densidade de cargas e a obtenção das frequências vibracionais. Os resultados energéticos mostraram que a conformação do líquido iônico sobre a superfície altera significativamente a energia do sistema, inspirando uma busca global dos sítios superficiais. A análise de Bader forneceu a localização das cargas do sistema enquanto o estudo da densidade de cargas mostrou detalhes das interações presentes na adsorção. Com a obtenção das frequências vibracionais foi possível simular espectros vibracionais na região de IV. / Ionic liquids are, by definition, salts formed by an organic cation and an inorganic anion, with a low melting point. An important application of ionic liquids is that they can replace conventional solvents. Recently, they were also used as co­catalysts (in the form of solvents) for metallic clusters, in the process of removal of aromatics from petroleum. The ionic liquid prepares and stabilizes the iridium nanoparticles that catalyze the reactions of hydrogenation of aromatic compounds. Ionic liquids have several applications,however they have a very high cost. Therefore, the idea of supporting them in compounds already used for this purpose is interesting because when they are supported, the required amount in the reactions will be less. Among several types of catalyst supports existing, one of the most important industrially are aluminum oxide, also known as alumina, which has the molecular formula Al2O3. Alumina has a variety of transitional structures, among which stands out the form g. The gamma-­alumina ( ꝩ-Al2O3) is a material of great industrial importance and is used as catalytic support automotive and industrial, for example in the petroleum refining catalysis. In this present work we present a simulation study of adsorption of the ionic liquid known like [BMIM]+ [BF4]­-on the (100) surface of gama­-alumina looking for an understanding at the atomic level about the interaction between the species cited. For a better understanding, the results have been obtained from geometries and the energies of several conformations of the ionic liquid on the surface oxide for after realize calculations post­processing such as analysis of Bader, charge density analysis and obtaining the vibrational frequencies. The energetic results, showed that the conformation of the ionic liquid on the surface significantly changes the system power, suggesting a global search of surface sites. The Bader's analysis, provides the location of system load while the study of the charge density shows the details of the interactions present in the adsorption. With the vibrational frequencies was possible to simulate vibrational spectra in the IR region.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-02T12:29:28Z No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 4703203 bytes, checksum: 8dd717329ae701bf544278cc49bc48ff (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:08:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 4703203 bytes, checksum: 8dd717329ae701bf544278cc49bc48ff (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:08:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mateusjosefernandesmartins.pdf: 4703203 bytes, checksum: 8dd717329ae701bf544278cc49bc48ff (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Existem diversos tipos de sais, inclusive alguns que são líquidos à temperatura ambiente, os Líquidos Iônicos. Esses compostos vêm sendo utilizados em diversas aplicações, dentre elas, uma nova técnica de catálise heterogênea denominada de método SILP (do inglês, supported ionic liquid phase). Essa inovadora técnica consiste em suportar um líquido iônico na superfície de um sólido poroso para que a fase líquida, o líquido iônico, atue como solvente, membrana ou catalisador. Nesse trabalho foi realizado um estudo teórico-experimental para compreender como se dá a interação entre o filme ultrafino de líquido iônico e um suporte sólido e propor um mecanismo para a degradação do sal suportado, predizendo as temperaturas em que esse processo ocorre. A parte experimental do estudo consistiu em experimentos de análises termogravimétricas e de obtenção de espectros vibracionais na região do infravermelho. Os experimentos de termogravimetria ajudaram a definir o grau de hidratação da superfície, utilizado nas simulações de adsorção e, aliados aos espectros vibracionais obtidos experimentalmente, serviram como base na concepção das propostas para os mecanismos de degradação do [C4C1Im]+[BF4]- suportado. A combinação das duas análises experimentais levou a mecanismos de degradação onde a superfície é fluoretada pelo ânion, perdendo uma hidroxila. Esse resultado levou a uma investigação teórica da fluoretação da superfície de gama-alumina, com simulação de espectros de RMN de 19F, obtenção de espectros vibracionais e estudo termodinâmico. A simulação de espectros de ressonância magnética nuclear foi realizada para que fossem feitas atribuições com o intuito de auxiliar na discrepância existente entre trabalhos previamente publicados. A simulação da adsorção do líquido iônico no suporte foi realizada através de cálculos de teoria do funcional da densidade. Nessa parte do trabalho foram obtidos resultados geométricos e energéticos de várias conformações do líquido iônico sobre as superfícies mais importantes do óxido para depois serem realizados cálculos de pós-processamento, tais como, análise de Bader, análise da densidade de cargas, análise da contribuição das forças de dispersão e obtenção das frequências vibracionais para estudo termodinâmico da simulação da degradação do líquido iônico suportado. / There are various types of salts, including some that are liquid at room temperature. The Ionic Liquids. These compounds have been used in several applications, among them , a new technique for heterogeneous catalysis called SILP method (supported ionic liquid phase). This innovative technique is to adsorp an ionic liquid in a porous surface so that the ionic liquid acts as a liquid phase solvent, membrane or solid catalyst. In this work, a theoretical and experimental study was conducted to understand how the interaction between the ultrathin film of ionic liquid and the solid support is and to propose a mechanism for the degradation of the supported salt, predicting the temperatures at which this process occurs. The experimental section of this study consisted of thermogravimetric analysis and obtaining vibrational spectra in the infrared region. The thermogravimetric experiments helped to define the degree of hydration on the surface used in the simulations of adsorption and, combined with the acquired vibrational spectra, served as the basis of design proposals for mechanisms of the degradation of the supported [C4C1Im]+[BF4]-. The combination of the experimental analyses led to the degradation mechanisms where the surface is fluoridated by the anion, therefore losing a hydroxyl. This result led to an investigation of the gamma-alumina fluoridation surface with the simulated 19F NMR spectra, vibrational spectra and thermodynamic study. The simulated spectra of nuclear magnetic resonance was conducted in order to make the assignments with the intention of assisting in the divergence between previously published works. The simulation of the ionic liquid adsorption was performed by ab initio electronic structure. In this part of the job, geometrical and energy results of multiple conformations of the ionic liquid on the most important oxide surfaces were obtained for later post-processing calculations such as Bader charge, analysis of the dispersion forces contribution and vibrational frequencies to obtain the thermodynamic simulation study of the supported ionic liquid degradation.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-19T12:49:52Z No. of bitstreams: 1 ANTUSIA DOS SANTOS BARBOSA - TESE (PPGEQ) 2015.pdf: 4188064 bytes, checksum: b6d46e877c5fce328aa4e68c61e9dcb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T12:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTUSIA DOS SANTOS BARBOSA - TESE (PPGEQ) 2015.pdf: 4188064 bytes, checksum: b6d46e877c5fce328aa4e68c61e9dcb9 (MD5) Previous issue date: 2015 / As membranas zeolíticas têm despertado interesse nos pesquisadores em processos de separação e catálise, uma vez que elas apresentam elevada estabilidade térmica e química, são altamente seletivas, devido ao potencial no peneiramento molecular. A inovação deste estudo se dá na síntese da membrana zeolítica Y/ɣ-alumina para separação óleo/água. Este trabalho teve como objetivos: preparar a zeólita Y via síntese hidrotérmica, ɣ-alumina pelas decomposições do sulfato de alumínio e acetato de alumínio e membranas zeolíticas utilizando 3 métodos distintos: transporte a vapor e crescimento secundário: dip-coating e rubbing. Os produtos obtidos foram caracterizados por DRX, Adsorção Física de Nitrogênio, MEV, ATD e TG, FRX-ED e Porosimetria de Mercúrio. Além da síntese e caracterização, numa segunda etapa as membranas zeolíticas foram avaliadas no processo de remoção óleo/água de um efluente sintético, utilizando uma coluna de separação por membrana. Os ensaios foram realizados nas condições de concentração inicial do óleo 500 mg.L-1, Temperatura igual a 25 °C e Pressão atmosférica, permitindo observar a variação da concentração do permeado em (mg.L-1) e o coeficiente de rejeição (R%). Para síntese da alumina foram utilizadas os precursores sulfato de alumínio e acetato de alumínio, utilizando temperaturas de decomposição de 1000 ºC e 850 °C, respectivamente. Foi selecionada a alumina que obteve menor custo operacional, ou seja, ɣ-alumina oriunda da decomposição térmica do sulfato de aluminio. A zeólita Y e as membranas zeolíticas Y/ɣ-alumina foram preparadas em condições hidrotérmica, com temperatura de 90 ºC, durante 7 horas. Foram realizadas modificações térmicas (500, 600, 700, 750, 800, 900, 950, 1000 e 1100 °C) por período de 1 e 2 horas no sulfato de alumínio (após moagem, conformação e compactação). Baseado nos resultados de DRX pode-se concluir que: (i) os materiais de partida (sulfato de alumínio e acetato de alumínio), evoluem termicamente, resultando como produto final em ɣ-alumina; (ii) é possível obter a zeólita Y; observou-se também a formação dos suportes cerâmicos ɣ-alumina, após sinterização. O estudo térmico realizado no suporte cerâmico (DTSA) evidenciou que a temperatura ótima deve limitar-se em valores entre 700-750 °C/1h. O maior valor de cristalinidade foi observada para o suporte tratado a 700 °C/1h. O mesmo foi classificado como um material mesoporoso podendo ser utilizados em processos de ultrafiltração (UF). Os resultados obtidos por caracterização das membranas zeolíticas evidenciaram que as mesmas foram obtidas com sucesso independente do método utilizado. Dos testes de separação da emulsão óleo/água pode-se concluir que a inserção da zeólita (Y) ao suporte cerâmico (ɣ-alumina) melhorou o processo de separação da emulsão óleo/água. Como conclusão geral, as membranas zeolíticas obtidas utilizadas em coluna de separação por membrana são bastante promissoras no processo de separação emulsão óleo/agua. / The zeolite membranes have attracted attention of researchers in separation processes and catalysts since they have high thermal and chemical stability, are highly selective because of the potential on the molecular sieve. The innovation of this study gives the synthesis of zeolite membrane Y/ɣ-alumina for oil/water separation. This study aimed to: prepare the zeolite Y via hydrothermal synthesis, ɣalumina by decomposition of aluminum sulfate and ethyl aluminum and zeolite membranes using three different methods: steam transportation and secondary growth: dip-coating and rubbing. The products obtained were characterized by XRD, nitrogen adsorption of Physics, SEM, DTA and TG, ED-XRF and Porosimetry Mercury. In addition to the synthesis and characterization in a second step the zeolite membranes were evaluated in the process of removing oil/water of a synthetic effluent using a column separation membrane. Assays were performed under the conditions of the initial oil concentration 500 mg.L-1, temperature of 25 °C and atmospheric pressure, allowing to observe the change in concentration of the permeate (mg.L-1) and the rejection coefficient ( R%). For synthesis of the precursors used were alumina aluminum sulfate and aluminum acetate using decomposition temperatures of 1000 °C and 850 °C respectively. Was selected alumina which had lower operating costs, so, ɣ-alumina originating from the thermal decomposition of aluminum sulfate. The zeolite Y and zeolite membranes Y/ɣ-alumina were prepared in hydrothermal conditions, with a temperature of 90 for 7 hours. Thermal changes were performed (500, 600, 700, 750, 800, 900, 950, 1000 and 1100 °C) per period of 1 hour and 2 hours in aluminum sulphate (after milling, shaping and compacting). Based on the XRD results it can be concluded that: (i) the starting materials (aluminum sulphate and aluminum acetate) to evolve heat, resulting in a finished product ɣ alumina; (ii) it can get the zeolite Y; It also noted the formation of ɣ-alumina ceramic brackets after sintering. Thermal study on ceramic support (DTSA) showed that the optimum temperature should be limited to values between 700-750 °C/1h. The greatest amount of crystallinity was observed for material treated at 700 °C/1h. The same was classified as a mesoporous materials can be used in ultrafiltration process (UF). The results of the characterization of the zeolite membranes showed that they were obtained with successful independent of the method used. From tests separation of the emulsion oil/water can be concluded that the insertion of zeolite (Y) to the ceramic support (ɣ-alumina) improved separation process of the oil/water emulsion. As a general conclusion, the obtained zeolite membranes used in membrane separation column are very promising in the separation process oil / water emulsion.