Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-09-06T14:52:16Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - OLIVALTER SANTOS PERGENTINO DE ANDRADE.pdf: 3365948 bytes, checksum: 1f7bf07d7b6312c3fcdf22931aa531c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-06T14:56:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - OLIVALTER SANTOS PERGENTINO DE ANDRADE.pdf: 3365948 bytes, checksum: 1f7bf07d7b6312c3fcdf22931aa531c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T14:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - OLIVALTER SANTOS PERGENTINO DE ANDRADE.pdf: 3365948 bytes, checksum: 1f7bf07d7b6312c3fcdf22931aa531c9 (MD5) / Atualmente o apelo ambiental para redução da emissão de poluentes atmosféricos e a substituição de derivados do petróleo por compostos oriundos de fontes renováveis já é uma realidade em implantação. O Brasil foi pioneiro nesta área com a produção de etanol a partir da cana-de-açúcar na década de 1970 e, atualmente, as pesquisas em energia renovável estão principalmente voltadas para o desenvolvimento de biocombustíveis e seu aproveitamento como matéria-prima na obtenção de outros insumos químicos de interesse para a indústria química. O bioetanol pode ser cataliticamente convertido em produtos de alto valor agregado como etileno, acetaldeído, aditivos, hidrogênio, entre outros. Dentre estes produtos, destaca-se o etileno, porque é uma matéria-prima importante na indústria de polímeros. Nos últimos anos, vários catalisadores já foram estudados para aplicação na síntese de etileno pela reação de desidratação catalítica de etanol. Devido a sua capacidade de ajuste de suas propriedades ácidas e texturais, materiais lamelares são uma alternativa promissora para produção de catalisadores para síntese de etileno a partir do bioetanol. Neste trabalho, um titanoniobato do tipo perovskita lamelar foi intercalado, pilarizado, caracterizado e avaliado na reação de desidratação de bioetanol variando o tempo de contato (razão massa de catalisador por fluxo) e na faixa de temperatura de 250 a 500oC. O titanoniobato de potássio de composição nominal KTiNbO5 foi preparado por reação no estado sólido a 1150oC por 24h, depois passou pelo processo de troca iônica dos cátions K+ por com H+, em seguida, foi intercalado sucessivamente com íons n-butilamônio (n-BuNH3+) e cetiltrimetilamônio (CTA+), e finalmente pilarizado com sílica utilizando tetraetilortosilicato (TEOS). Para investigar o efeito do processo de intercalação na pilarização do material, o titanoniobato intercalado com n-butilamônio também foi pilarizado pelo mesmo método. A caracterização dos materiais confirmaram o aumento progressivo do espaçamento basal da estrutura lamelar (de 9 para 31Å) e o sucesso da pilarização do material intercalado com CTA+. As análises texturais e o TPD-NH3 mostraram um aumento significativo na área superficial do material pilarizado, o qual é acompanhado por um aumento na acessibilidade e no número de sítios ácidos. A caracterização do material pilarizado a partir titanoniobato intercalado com n-butilamônio mostrou que não houve pilarização do material. Todos os catalisadores se mostraram ativos na conversão de etanol. O catalisador pilarizado com sucesso se mostrou mais ativo e seletivo a etileno que o titanoniobato de potássio, o titanoniobato na forma ácida e o pilarizado a partir da amostra trocada com íons n-BuNH3+, demonstrando que o melhoramento nas propriedades texturais, promovida pela pilarização, foi fundamental para obtenção de um catalisador mais ativo e seletivo. O catalisador que não obteve uma pilarização efetiva também mostrou atividade e alta seletividade a etileno. Estudos do efeito do tempo espacial na reação mostraram que maiores tempos de contato aumentam a conversão de etanol, mas ocorre diminuição da seletividade do catalisador. A analise térmica dos catalisadores pós-teste comprovou que a principal causa da desativação do catalisador é a obstrução dos sítios ácidos pela deposição de coque. / The environmental demands for reduction of the emission of atmospheric pollutants and for the substitution of fossil fuel by renewable energy sources are already a reality. Brazil was the first country to develop a technology based on sugar cane ethanol in the 1970s. Nowadays, the research on development of renewable energy sources are focused on bio-fuels, such as biodiesel and bio-ethanol, and their use for produce other important chemicals for industry. Bio-ethanol can be catalytically converted in high value products, like ethylene, acetaldehyde, diethylether, additives, hydrogen, etc. Ethylene is an important raw material for the polymers industry and can be produced by dehydration of ethanol over acid catalysts. Layered materials are very promising for preparation of active and selective catalysts, because their textural and acid properties can be tailored. In this work, a layered perovskite-type titanoniobate was synthesized, intercalated and pillared and then evaluated as a catalyst for ethanol dehydration to produce ethylene. A potassium titanoniobate of nominal composition KTiNbO5 was prepared by solid state reaction at 1150C for 24h, submitted to ion exchange of K+ by H+ cations, successively intercalated with n- buthylammonium (n-BuNH3+) and cetyltrimethylammonium (CTA+) ions, and then pillared with SiO2 using tetraethylorthosilicate (TEOS) as precursor. In order to investigate the importance of the intercalation process, the n-buthylammonium intercalated sample was pillared using the same method. Characterization of the samples confirmed that there was a progressive increase of basal space from 9 to 31Å and the success of the pillaring method when the CTA+ intercalated sample was used, but not for n-BuNH3+ intercalated sample. Textural analyses and TPD-NH3 showed a significant increase of surface area in the pillared sample, which is followed by increase of acid sites density and accessibility. All catalyst samples were active in the ethanol conversion. The pillared catalyst showed higher activity and selectivity for ethylene than KTiNbO5, HTiNbO5 and n-BuNH3+ intercalated-pillared samples. This result reflected the improvement of textural and acid properties due to the pillaring process. Studies on the effect of contact time showed that high values of W/F ratio resulted in high conversions but poor ethylene selectivity. Thermogravimetry of spent catalysts suggested that site blockage by coke formation is the main deactivation mechanism

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-17Bitstream added on 2014-06-13T19:58:42Z : No. of bitstreams: 1 nunes_re_me_sjrp.pdf: 757996 bytes, checksum: a9d2dac5fa8e31e51dfe97f412131591 (MD5) / O presente trabalho está relacionado ao estudo da interação entre as argilas modificadas e compostos orgânicos aromáticos, visando à remoção destes por meio das propriedades de adsorção das argilas. As argilas foram submetidas aos processos de purificação, troca catiônica e também à técnica de pilarização. As propriedades obtidas, após os processos de modificações das argilas (microporosidade e adsorção de compostos orgânicos) foram analisadas no estudo da eficiência da adsorção dos compostos orgânicos, fazendo análises comparativas entre elas. Para análises, comparativas e caracterização das argilas, foram utilizadas as técnicas espectrofotométricas UV-Visível, Infravermelho, Difração de Raios X e Análise Térmica (TG-DTA simultâneos). As modificações constatadas foram: 1- a ocorrência da purificação com ácido clorídrico, troca catiônica (cátions Na+ natural das argilas) por cátions de Cu2+,Ca2+ e pilarização com íon Keggin (Al13); 2- aumento significativo da eficiência na adsorção dos compostos orgânicos antraceno e ácido 9-antróico em meio aquoso; 3- melhora da eficiência na adsorção dos compostos orgânicos aromáticos pelas argilas (KSF e STx-1) pilarizadas com o íon Keggin de alumínio (Al13), e 4 - melhora da adsorção, pelas argilas, do antraceno quando comparado ao ácido 9-antróico. As justificativas para as ocorrências descritas nos itens 3 e 4 foram: maior espaçamento basal das lamelas das argilas pilarizadas, maior caráter hidrofóbico e ausência do grupo carboxila, respectivamente. Os resultados mostraram ótima eficiência das argilas modificadas para a remoção dos compostos orgânicos (antraceno e ácido 9-antróico) presentes em água / This study is related to the study of interaction clays modified and organic aromatic compounds, aimed at removing these through the adsorption properties of clays. The clays were subjected to purification processes, and also the cation exchange technique pillarization. The properties obtained after the process of modification of clays (microporosity and adsorption of organic compounds) were analyzed to study the efficiency of adsorption of organic compounds, making comparative analysis between them. To comparative analyze and characterization of clays, spectrophotometric techniques were used UV-visible, infrared, X ray diffraction and thermal analysis (simultaneous TG-DTA). The changes observed were: 1 –the occurrence of purification with hydrochloric acid cation exchange (Na+ cations of natural clays) by cations Cu2 + and Ca2 + and pillarization with Keggin ion (Al13); 2 - significant increase in efficiency in the adsorption of organic compounds anthracite and 9-antróico acid in aqueous medium; 3 - improving the efficiency of adsorption of aromatic organic compounds by clays (KSF and STx-1) pillared with aluminum Keggin ion; 4 - improvement of adsorption by clays, anthracite compared to 9-antroico acid. The reasons for the occurrences described in items 3 and 4 were higher basal spacing of the lamellae of the pillared clays, the greater hydrophobic character and absence of the carboxyl group, respectively. The results showed great efficiency of modified clays for the removal of organic compounds (anthracite and 9-antroico acid) present in water

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_CleoThomasGabrielVilelaMenegazTeixeira_D.pdf: 3067472 bytes, checksum: c700c7da8e03afe86cb307d460e98b2c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nos últimos anos tem sido observado um crescente interesse na obtenção de materiais lamelares modificados, devido as suas propriedades únicas e consequentes aplicações científicas e tecnológicas possíveis. Ácidos silícicos como a magadeíta, a kaneíta e a ilerita são compostos extremamente versáteis, podendo-se variar os seus espaçamentos basais a partir de intercalações com grupos de cadeia carbônica longa ou troca iônica. Outras alterações possíveis são as substituições isomórficas do silício por átomos tri- ou tetravalentes como alumínio e titânio respectivamente, modificando as propriedades químicas da lamela. Neste trabalho os ácidos silícicos lamelares magadeíta, ilerita e kaneíta foram sintetizados pelo método hidrotérmico, contendo também átomos de Al e Ti inseridos na estrutura. Em todos os casos observou-se que conforme aumenta-se a quantidade de metal adicionado ou o tempo de tratamento hidrotérmico, ocorrem transições de fase que seguem a ordem: amorfa, fase lamelar de interesse, cristobalita e tridimita, bem como suas misturas em situações intermediárias. Diferentes métodos de pilarização com TiO2 foram exaustivamente testados, variando-se uma série de parâmetros. O método que se mostrou mais eficiente consistiu na utilização de CTAB e TBAOH como agentes espaçadores sob refluxo a 353 K, seguido de adição direta do alcoxido no material intercalado seco, então refluxados a 363 K sob fluxo de nitrogênio. Os materiais obtidos por este método possuem mesoporos com 4,8 nm de diâmetro em media, porem a área superficial obtida foi de apenas cerca de 270 m g. Nos materiais pilarizados foram imobilizados os fotocatalisadores pirílio (TPP) e tiapirílio (TPTP) de modo a provar a eficiência na degradação fotocatalítica do pesticida metidation. Os materiais híbridos apresentaram desempenho superior aos fotocatalisadores orgânicos puros, o que representa um ótimo ponto inicial para a otimização deste processo. Também o comportamento fotofísico dos corantes impregnados nos materiais pilarizados foram estudados / Abstract: Recently, the interest to obtain modified layered materials is increasing, due to their properties and possible scientific and technological applications. Silicic acids such as magadiite, kenyaite and ilerite are extremely versatile compounds, allowing to vary the basal spacing by intercalation with carbonic long chains groups or ionic exchange process. Other possible modifications are isomorphic substitution by aluminum, titanium or iron atoms, with changeing the lamella chemical properties. In this investigation layered silicic acids magadiite, ilerite and kenyaite, containing also Al and Ti atoms inserted into the lamellar structure, were synthesized by hydrothermal method. For all cases was observed that with the increase of metal amount added or the hydrothermal treatment time there are phase transitions, following the order: from amorphous, to layered phase to crystobalite and tridimite, as mixtures of them at intermediate situations. Different pilarization methods with TiO2 were exhaustedly tested by varying many parameters. The most efficient methods used CTAB and TBAOH as swelling agents under reflux at 353 K, followed by direct alcoxide addition on the dry material, then refluxed at 363 K with dry nitrogen atmosphere. These materials have mesopores with 4.8 nm average diameter, nevertheless just 270 m g surface area. Some pillared materials were used to immobilize the photocatalyst pyrylium (TPP) and thiopyrylium (TPTP) and then test in the photocatalytic degradation of methidathion pesticide. The hybrid materials showed a better activity than that of pure organic, what means a great initial point to optimize this process. The photophysic behavior of impregnated dyes on pillared materials was also studied / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientador: Heloise de Oliveira Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_HipassiaMarcondesde_M.pdf: 6781457 bytes, checksum: b05858e45bf4d0bdf564a43406440fc9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O estudo da inserção de alumínio na estrutura lamelar da magadiita assim como o acompanhamento de sua cristalização permitiu elucidar os mecanismos de incorporação deste metal neste tipo de silicato, ainda pouco investigado na literatura. Através do monitoramento por técnicas espectroscópicas (RMN de Si e Al, IV-TF e XPS) e não espectroscópicas (DRX, análise elementar e TGA) das etapas de formação da [Al]-magadiita, notou-se que sua obtenção em laboratório pode ser otimizada devido ao uso de sementes do próprio material. Os experimentos de XPS elucidam a [Al]-magadiita como uma estrutura do tipo `coreshell¿, constituída de magadiita silícica sobre a qual encontra-se depositada uma camada de aluminossilicato. Seguido por estudos de adsorção de CO à baixas temperaturas, avaliou-se os sítios ácidos dos materiais obtidos pelo uso de sementes de cristalização assim como a homogeneidade da distribuição da camada de aluminossilicato. A [Al]-magadiita pode apresentar aplicações descritas na literatura como precursora de outras estruturas zeolíticas. Porém, pouco se explora seu uso em outros tipos de modificações como é feita para sua forma livre de alumínio, a magadiita. Nesse sentido, algumas modificações na superfície do aluminossilicato foram investigadas. Dentre elas, a organossililação ("grafting") com grupos aminopropil (APTS), a pilarização com tetraetilortosilicato (TEOS) e a modificação com ambas as fontes de silício, permitindo a formação de novos materiais mesoporosos e/ou funcionalizados contendo alumínio em sua rede cristalina e grupos orgânicos ativos na captura de gases ácidos como o carbônico. / Abstract: The synthesis of [Al]-magadiite was monitored during preparation and crystallization by the Aluminum-Induced Crystallization method developed previously. A systematic study of the physicochemical and thermal properties of the products obtained at each step in [Al]-magadiite synthesis was performed by combining different experimental techniques [infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and solid-state magic-angle spinning nuclear magnetic resonance (MAS-NMR)]. The results obtained showed that the hydrothermal treatment before aluminum insertion served essentially for the creation of magadiite seeds. Thus, induced crystallization by introduction of magadiite seeds directly in the synthesis gel showed that the synthesis duration could be reduced into a single step. XPS spectroscopy allowed designing the [Al]- magadiite structure as a pure silicon magadiite core with a thin layer of aluminosilicate deposited on top of it. Using the CO adsorption at low temperature with IR-FT, the acid sites of the SIC-[Al]-magadiites were evaluated as the aluminosilicate shell distribution over the magadiite crystal. [Al]-magadiite found applications described in the literature as a precursor to other zeolites structures. However, little is explored about its use in other types of surface modifications such as done for its aluminum free form, magadiite. In this sense, some modifications on the aluminosilicate surface were investigated. Among them, the grafting with aminopropyl groups (APTS), the pillaring with tetraethylorthosilicate (TEOS) and the modification with both silicon sources, allowing the formation of novel mesoporous and/or functionalized materials containing aluminum in its crystalline lamella and active organic groups in acid gases uptake such as carbon dioxide. / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestra em Química

O estudo apresentado nesta Tese diz respeito à química dos niobatos lamelares e aborda a síntese, caracterização, avaliação da reatividade intracristalina e das propriedades luminescentes desses materiais. Os niobatos lamelares utilizados foram o hexaniobato K4Nb6O17, o triniobato KNb3O8 e as perovskitas lamelares K1-xLnxCa2-xNb3O10 (Ln = La, Eu e x = 0,02; 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00). Esses materiais são constituídos de lamelas que apresentam cargas negativas e a região interlamelar é preenchida por íons de potássio que mantêm a neutralidade dos sistemas. A reatividade intracristalina dos niobatos lamelares foi avaliada frente à intercalação de espécies simples como a butilamina e volumosas como o macrociclo porfirínico, o polioxocátion de alumínio e compostos orgânicos de silício. A alta densidade de carga lamelar dos niobatos lamelares dificulta a intercalação direta de espécies volumosas, o que fez com que novas rotas sintéticas fossem desenvolvidas a fim de permitir a imobilização de tais espécies na região interlamelar. As metodologias sintéticas desenvolvidas foram baseadas, principalmente, no uso de dispersões coloidais dos niobatos esfoliados que, a partir da reestruturação na presença da espécie convidada de interesse, tornou possível a intercalação de espécies volumosas. As propriedades luminescentes dos niobatos lamelares são extremamente dependentes da estrutura do material. Os niobatos com estrutura tipo perovskita não apresentam emissão enquanto que o hexaniobato apresenta emissão apenas a 77 K e o triniobato, à temperatura ambiente. Neste estudo foram avaliadas as propriedades luminescentes dos niobatos EuxK4-3xNb6O17, EuxK1-3xNb3O8 e KCa2Nb3O10 (intercalado com Eu3+ e dopado com 1 % de Eu3+ ou La3+). Foram observados processos de transferência de energia tanto nos niobatos intercalados com Eu3+ quanto nos dopados. A dopagem também provocou mudanças nas propriedades fotofísicas dos niobatos com estrutura perovskita, os quais passaram a apresentar emissão da matriz de niobato mesmo à temperatura ambiente. / The study described in this Thesis is related to the synthesis and evaluation of some chemical properties of layered niobates with formulas K4Nb6O17 (hexaniobate), KNb3O8 (triniobate) and K1-xLnxCa2-xNb3O10 (layered perovskites - Ln = La, Eu and x = 0.02; 0.25; 0.50; 0.75 and 1.00). These niobates are constituted of negative layers and an interlayer region filled with potassium ions that maintain the system charge neutrality. The reactivity of these niobates was evaluated through intercalation reactions of simple species such as butylamine and bulky species such as porphyrin, aluminum polyoxocation and organosilanes. The high charge density of the niobate layer makes the direct intercalation of bulky guest species more difficult. Therefore, to overcome this situation, new synthetic routes were developed. The intercalation of bulky species was achieved by using colloidal dispersions of exfoliated niobates that, upon restaking, incorporate the guest species into the interlayer region. The luminescent properties of the lamellar niobates are very dependent on the structure. Niobates that present a perovskite structure do not show emission even at liquid helium temperature. The hexaniobate presents emission at nitrogen liquid temperature and triniobate at both room and 77 K temperatures. In this study the luminescent properties of EuxK4-3xNb6O17, EuxK1-3xNb3O8 e KCa2Nb3O10 (intercalated with Eu3+ and doped with 1 % of Eu3+ or La3+) were evaluated. Charge transfers processes were observed in both intercalated and doped niobates with Eu3+ ion. The lanthanide doping also promoted changes in the photophysical properties of niobates with perovskite structure, which become to show emission of the niobate group even at room temperature.

O estudo apresentado nesta Tese diz respeito à química dos niobatos lamelares e aborda a síntese, caracterização, avaliação da reatividade intracristalina e das propriedades luminescentes desses materiais. Os niobatos lamelares utilizados foram o hexaniobato K4Nb6O17, o triniobato KNb3O8 e as perovskitas lamelares K1-xLnxCa2-xNb3O10 (Ln = La, Eu e x = 0,02; 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00). Esses materiais são constituídos de lamelas que apresentam cargas negativas e a região interlamelar é preenchida por íons de potássio que mantêm a neutralidade dos sistemas. A reatividade intracristalina dos niobatos lamelares foi avaliada frente à intercalação de espécies simples como a butilamina e volumosas como o macrociclo porfirínico, o polioxocátion de alumínio e compostos orgânicos de silício. A alta densidade de carga lamelar dos niobatos lamelares dificulta a intercalação direta de espécies volumosas, o que fez com que novas rotas sintéticas fossem desenvolvidas a fim de permitir a imobilização de tais espécies na região interlamelar. As metodologias sintéticas desenvolvidas foram baseadas, principalmente, no uso de dispersões coloidais dos niobatos esfoliados que, a partir da reestruturação na presença da espécie convidada de interesse, tornou possível a intercalação de espécies volumosas. As propriedades luminescentes dos niobatos lamelares são extremamente dependentes da estrutura do material. Os niobatos com estrutura tipo perovskita não apresentam emissão enquanto que o hexaniobato apresenta emissão apenas a 77 K e o triniobato, à temperatura ambiente. Neste estudo foram avaliadas as propriedades luminescentes dos niobatos EuxK4-3xNb6O17, EuxK1-3xNb3O8 e KCa2Nb3O10 (intercalado com Eu3+ e dopado com 1 % de Eu3+ ou La3+). Foram observados processos de transferência de energia tanto nos niobatos intercalados com Eu3+ quanto nos dopados. A dopagem também provocou mudanças nas propriedades fotofísicas dos niobatos com estrutura perovskita, os quais passaram a apresentar emissão da matriz de niobato mesmo à temperatura ambiente. / The study described in this Thesis is related to the synthesis and evaluation of some chemical properties of layered niobates with formulas K4Nb6O17 (hexaniobate), KNb3O8 (triniobate) and K1-xLnxCa2-xNb3O10 (layered perovskites - Ln = La, Eu and x = 0.02; 0.25; 0.50; 0.75 and 1.00). These niobates are constituted of negative layers and an interlayer region filled with potassium ions that maintain the system charge neutrality. The reactivity of these niobates was evaluated through intercalation reactions of simple species such as butylamine and bulky species such as porphyrin, aluminum polyoxocation and organosilanes. The high charge density of the niobate layer makes the direct intercalation of bulky guest species more difficult. Therefore, to overcome this situation, new synthetic routes were developed. The intercalation of bulky species was achieved by using colloidal dispersions of exfoliated niobates that, upon restaking, incorporate the guest species into the interlayer region. The luminescent properties of the lamellar niobates are very dependent on the structure. Niobates that present a perovskite structure do not show emission even at liquid helium temperature. The hexaniobate presents emission at nitrogen liquid temperature and triniobate at both room and 77 K temperatures. In this study the luminescent properties of EuxK4-3xNb6O17, EuxK1-3xNb3O8 e KCa2Nb3O10 (intercalated with Eu3+ and doped with 1 % of Eu3+ or La3+) were evaluated. Charge transfers processes were observed in both intercalated and doped niobates with Eu3+ ion. The lanthanide doping also promoted changes in the photophysical properties of niobates with perovskite structure, which become to show emission of the niobate group even at room temperature.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-27T14:20:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoAplicaçoes.pdf: 2332304 bytes, checksum: d20c6d7c62347d3890bfa5e1591866a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T21:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoAplicaçoes.pdf: 2332304 bytes, checksum: d20c6d7c62347d3890bfa5e1591866a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T21:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoAplicaçoes.pdf: 2332304 bytes, checksum: d20c6d7c62347d3890bfa5e1591866a7 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Hidroxi-polímeros de Al e Ti foram sintetizados através da hidrolise de seus respectivos sais e foram usados na intercalação e pilarização de esmectitas de diferentes composições químicas. A metodologia de intercalação consiste principalmente na substituição dos cátions interlamelares por cátions maiores {poli-hidroxipolímero de alumínio, conhecido como íon de Keggin, complexo Al13, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ e polioxication de titânio TiOx(OH)2x} e em seguida a secagem a 80ºC. O material resultante da intercalação sofre calcinação em T=300-500ºC (pilarização) visando à remoção da água interlamelar. As argilas natural e pilarizada foram caracterizada por XRD, FTIR, NMR do 27Al e 29Si, TGA_TG e análises texturais usando isotermas de adsorção/desorção de N2. As amostras foram usadas como adsorventes em processos de adsorção com a butilamina (Al- PILC/ativação ácida) e soluções de Cu2+, Ni2+ e Co2+ (Al-PILC e Ti-PILC). Os resultados dos padrões de XRD indicaram aumento no espaçcamento d(001) de d(001)= 15,30-15,60 para d(001)=18,36-18,92 (Al-PILC) e d(001)= 15,30 para 17,10-19,56 Å (Ti-PILC). Os espectros FTIR comprovaram a pilarização das esmectitas com Al e Ti através das vibrações 667 cm-1 (ligação Al-O do Al em coordenação tetraédrica no Al13) e 1338 cm-1 (ligação Ti-O nos pilares de TiO2). Os espectros RMN 27Al mostraram para as amostras Al-PILC sinais de 68 ppm e 0ppm referentes ao Al nas posições tetraédrica e octaédrica, respectivamente. Foi indicado que as curvas TGA-TG são similares entre si. Foram observados dois picos endotérmicos. O primeiro ocorre em 100-200 oC e é atribuído a perda de água superficial e a água coordenada no pilarizante. O segundo ocorre em 300-600ºC e corresponde à reação de desidroxilação do poli-hidroxipolímero. Os parâmetros texturais aumentaram e este aumento resultou na formação de materiais microporosos a mesoporosos. Os dados experimentais de adsorção da butilamina e dos íons Cu2+, Ni2+ e Co2+ em soluções aquosas e em temperatura ambiente sobre PLCs foram ajustados através de regressão linear aos modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin. Os melhores resultados foram obtidos através do modelo de Langmuir (r=0,999). A equação de Freundlich apresentou limitações em relação as concentrações, porém valores aceitáveis de parâmetros (Kf e n) foram obtidos pelos três modelos. Os parâmetros foram usados para calcular a quantidade adsorvida (Nf), que é uma função de Cs. / Hidroxi-polymers of Al and Ti were synthesized after hydrolysis of its respective salts and are being used in the intercalation and pillarization of smectites of different chemical composition. The intercalation methodology consists mainly in the substitution of interlamelar cations by bigger cations {aluminium polyhroxipolymer so-called Keggin ion, Al13 complex, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ and Titanium polyoxycation, TiOx(OH)2x} followed by further drying at 80ºC. The resultant material of the intercalation must suffer calcinations at T=300-500ºC (pillarization), with the main purpose of removing interlayer water. The natural and pillared clays were characterized by XRD, FTIR, 27Al and 29Si NMR, TGA-TG and textural analysis using N2 adsorption/desorption isotherms. The samples were used as adsorbents in the adsorption process with butylamine (Al-PILC/acid activation) and Cu2+, Ni2+ and Co2+ solutions (Al-PILC and Ti-PILC). The results of XRD patterns show that the d(001) spacing increases of d001= 15,30-15,60 to d001= 18,36-18,92 Å (Al-PILC) and of d001= 15,30 to d001= 17,10-19,56. Å (Ti-PILC). FTIR spectra have proved smectites pillarization with Al and Ti by vibrations at 667 cm-1 (Al- O bond of tetrahedrally coordinated Al cations in the center of the Al13 pillars) and 1338 cm-1 (Ti-O bond of the TiO2 pillars). The 27Al RMN spectra show that Al-PILC samples presents signals of 68 ppm and 0 ppm related to the Al in the tetrahedral and octahedral positions, respectively. It was indicate that the TGA-TG curves are similar itself. Endothermic peaks were observed. The first one occurs at 100-200 ºC and is assigned to loss of surface physisorbed water and loosely coordinated water. The second occurs at 300-600 ºC corresponding to the dehydroxilation of the Hidroxi-polymers. Textural parameters have also increased which resulted in the classification of this pillared smectites as a microporous to mesoporous material. The adsorption of butylamine and Cu2+, Ni2+ and Co2+ ions from aqueous solution in room temperature onto PILCs show that the Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption isotherms models have been applied to fit the experimental data by linear regression. The onesurface Langmuir equation provided the best fit to the data (r=0,999). The Freundlich equation presented limitations in rises concentrations, but acceptable values of parameters were obtained (Kf and n) with the use of the three models. The parameters were used to calculate the amount adsorbed (Nf), a function of Cs.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-21T22:50:57Z No. of bitstreams: 1 JANAINE JULIANA VIEIRA DE ALMEIDA MENDES – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2017.pdf: 4430505 bytes, checksum: fc04219a2e7cd64f0a699635bebf03b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T22:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JANAINE JULIANA VIEIRA DE ALMEIDA MENDES – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2017.pdf: 4430505 bytes, checksum: fc04219a2e7cd64f0a699635bebf03b8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Capes / Apesar de serem muito eficientes, os catalisadores homogêneos utilizados na obtenção de biodiesel apresentam problemas no processo de separação da glicerina, biodiesel e catalisador. Dentre os catalisadores heterogêneos estudados, tem-se verificado a aplicação de Carvão Ativado como suporte catalítico. Porém, não há relatos na literatura acerca da utilização de Carvão Ativado Pilarizado como catalisador no processo de transesterificação. O óleo de mamona apresenta-se com potencialidade na produção de biodiesel, porém sua densidade e viscosidade são muito altas. Uma alternativa encontrada tem sido a utilização de “blends”. Este trabalho teve como objetivo obter biodiesel a partir de “blend” de óleos vegetais (óleo de mamona e óleo de algodão) por meio de catálise heterogênea utilizando carvão ativado pilarizado como catalisador. Os CA’s de TM tiveram rendimentos acima de 25% em todos os tratamentos. Foi constatado caráter ácido dos CA’s, entre 4,0 e 5,0, sendo confirmado com a análise de ácido de Boehm. Na determinação de área BET foram encontrados resultados entre 31,16 mm2/g (T7) e 310,94 mm2/g (T8). Os CA’s apresentaram estrutura hexagonal com formação de túbulos, algumas amostras com canais mais definidos, sulcos celulósicos fibrosos e poros de diferentes tamanhos. No CAP houve diminuição da área superficial e volume dos poros, uma vez que estes se encontram preenchidos pelos pilares de alumínio. A utilização dos blends ajustaram algumas características dos óleos, destacando a diminuição na viscosidade. Para os testes catalíticos foi utilizado o blend F3. A conversão do blend em Ésteres Metílicos de Ácidos Graxos (FAME) variou de 67,04% (T1) e 89,92% (T8). Foi observado que as variáveis de Temperatura e Rotação apresentaram influência significativa na conversão do Blend em Biodiesel. De acordo com os resultados, pode-se concluir que o Carvão Ativado Pilarizado (CAP) mostrou-se eficiente quanto à produção de biodiesel em sistema aberto. / Although they are very efficient, the homogeneous catalysts used to obtain biodiesel present problems in the separation process of glycerine, biodiesel and catalyst. Among the heterogeneous catalysts studied, the application of activated carbon as catalytic support has been verified. However, there are no reports in the literature about the use of Pilarized Activated Charcoal as a catalyst in the transesterification process. Castor oil presents with potential in biodiesel production, but its density and viscosity are very high. An alternative found has been the use of blends. The objective of this work was to obtain biodiesel from vegetable oils blend (castor oil and cottonseed oil) by means of heterogeneous catalysis using activated charcoal pillarized as catalyst. The CAs of TM had yields above 25% in all treatments. It was verified acidic character of CAs, between 4.0 and 5.0, and was confirmed with the analysis of Boehm acid. In the determination of BET area results were found between 31.16 mm2/g (T7) and 310.94 mm2/g (T8). The CA's presented a hexagonal structure with formation of tubules, some samples with more defined channels, fibrous cellulosic grooves and pores of different sizes. In the PAC there was a decrease in the surface area and volume of the pores, since they are filled by the aluminum abutments. The use of the blends adjusted some characteristics of the oils, highlighting the decrease in viscosity. For the catalytic tests the blend F3 was used. The blend conversion to Fatty Acid Methyl Esters (FAME) ranged from 67.04% (T1) and 89.92% (T8). It was observed that the variables of Temperature and Rotation presented a significant influence on the conversion of Blend to Biodiesel. According to the results, it can be concluded that Pilarized Activated Carbon (CAP) was efficient in the production of biodiesel in the open system.