Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados catalisadores de paládio a diferentes teores em massa (0,2%, 0,4% e 0,6%) suportado na zeólita mordenita na sua forma sódica e a 0,4% Pd na mordenita na forma protônica e em alumina. Os catalisadores foram utilizados na reação de decomposição catalítica do óxido nítrico. O paládio foi incorporado por troca iônica a partir de solução de Pd(NO)3 nas zeólitas, e por impregnação na alumina. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, análise química elementar, área específica por adsorção de N2 e Redução a Temperatura Programada. Todos os catalisadores mostraram-se ativos na reação de decomposição do NO. Os catalisadores sintetizados foram comparados com os catalisadores de paládio a 0,8% e 1,9% em massa suportado em mordenita estudados por da Silveira et al. Os melhores resultados de atividade e seletividade foram obtidos com o catalisador com 0,4% de paládio em massa suportado na forma sódica da mordenita, que apresentou conversão máxima de NO por aproximadamente 165 minutos e formação de menos de 10 ppm de N2O. / In this work palladium catalysts with 0.2%, 0.4% and 0.6% mass content supported on sodium-form mordenite and 0.4% on alumina and proton-form mordenite were synthesized and characterized aiming to their application on the nitric oxide decomposition reaction. Palladium was incorporated by ionic exchange from a Pd(NO)3 solution on zeolite, and impregnation on alumina. The catalysts were characterized by X Ray diffraction, elementary chemical analysis, specific area from N2 adsorption and Temperature Programmed Reduction. All synthesized catalysts exhibited activity on the NO decomposition reaction. The synthesized catalysts were compared to Pd 0.8% and 1.9% mass content catalysts on mordenite synthesized by da Silveira et al. The best activity and selectivity results were achieved with the 0.4% (w/w) palladium catalyst supported on sodium mordenite, who presented NO maximum conversion for 165 minutes and generated less than 10 ppm of N2O.

O presente trabalho retrata o estudo realizado para a eliminação dos compostos de nitrogênio, NOx,,a partir de fontes antropogênicas usando a decomposição direta sobre catalisadores monometálicos de paládio e bimetálicos de paládio/cobre e paládio/molibdênio suportados na zeólita mordenita. A síntese de uma das mordenitas utilizadas foi avaliada com o emprego de uma fonte alternativa de Si e Al, a argila natural. Os catalisadores foram preparados pelo método de troca iônica para os metais Pd e Cu e pela incorporação de Mo a partir de [Mo(CO)6]. Os catalisadores foram caracterizados através da análise química, área superficial específica, volume de poros, difração de raios-X, refletância difusa na região do ultravioleta e visível, redução com programação de temperatura, quimissorção de hidrogênio, dessorção de NO com programação de temperatura, infravermelho com transformada de Fourier das moléculas de CO e NO adsorvidas e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva. As avaliações catalíticas foram realizadas através da reação de decomposição direta do NO em um reator tubular com leito fixo e fluxo contínuo, e foi utilizado como detector um espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier acoplado a uma célula de gás.Os catalisadores de paládio preparados nos suportes sintetizados em laboratório apresentaram atividades similares ao catalisador preparado com a mordenita comercial, porém menores seletividades. Os catalisadores bimetálicos mostraram-se ativos por mais tempo nas condições de reação empregadas. O suporte mordenita apresentou efeito promotor quando comparado com outros suportes. Portanto, catalisadores mono e bimetálicos de paládio apresentaram-se como uma opção para a decomposição direta do NO. / This work presents the results of the research for the removal of nitrogen compounds, NOx, from antropogenic sources using the direct decomposition over monometallic palladium catalysts and bimetallics of palladium / copper and palladium / molybdenum supported in the zeolite mordenite. The synthesis of mordenite was assessed with the use of an alternative source of Si and Al, a natural clay. The catalysts were prepared by the method of ion exchange for Pd and Cu and the incorporation of metalcarbonyl for Mo. The catalysts were characterized by chemical analysis, specific surface area, volume of pores, X-ray diffraction, diffuse reflectance in the ultraviolet-visible region, temperature programmed reduction, hydrogen chemisorptions, NO temperature programmed dessorption, the Fourier transform infrared with adsorbed molecules of CO and NO and with the scanning electron microscopy, electrons energy dispersive analysis. Tests for catalytic activity were made by reaction of direct decomposition of NO in a fixed bed reactor with tubular and continuous flow. The products of reaction were analyzed by Fourier transform infrared detector coupled to a gas cell. The palladium catalysts prepared from the raw material synthesized in the laboratory had similar activities then the catalyst prepared with the commercial mordenite, but poorer selectivities. The bimetallic catalysts were active for longer periods in the reaction conditions employed in this study. The zeolite mordenite presented a promoter effect when compared to other supports. Hence, mono and bimetallics catalysts of palladium are an option for the direct decomposition of NO.

O presente trabalho retrata o estudo realizado para a eliminação dos compostos de nitrogênio, NOx,,a partir de fontes antropogênicas usando a decomposição direta sobre catalisadores monometálicos de paládio e bimetálicos de paládio/cobre e paládio/molibdênio suportados na zeólita mordenita. A síntese de uma das mordenitas utilizadas foi avaliada com o emprego de uma fonte alternativa de Si e Al, a argila natural. Os catalisadores foram preparados pelo método de troca iônica para os metais Pd e Cu e pela incorporação de Mo a partir de [Mo(CO)6]. Os catalisadores foram caracterizados através da análise química, área superficial específica, volume de poros, difração de raios-X, refletância difusa na região do ultravioleta e visível, redução com programação de temperatura, quimissorção de hidrogênio, dessorção de NO com programação de temperatura, infravermelho com transformada de Fourier das moléculas de CO e NO adsorvidas e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva. As avaliações catalíticas foram realizadas através da reação de decomposição direta do NO em um reator tubular com leito fixo e fluxo contínuo, e foi utilizado como detector um espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier acoplado a uma célula de gás.Os catalisadores de paládio preparados nos suportes sintetizados em laboratório apresentaram atividades similares ao catalisador preparado com a mordenita comercial, porém menores seletividades. Os catalisadores bimetálicos mostraram-se ativos por mais tempo nas condições de reação empregadas. O suporte mordenita apresentou efeito promotor quando comparado com outros suportes. Portanto, catalisadores mono e bimetálicos de paládio apresentaram-se como uma opção para a decomposição direta do NO. / This work presents the results of the research for the removal of nitrogen compounds, NOx, from antropogenic sources using the direct decomposition over monometallic palladium catalysts and bimetallics of palladium / copper and palladium / molybdenum supported in the zeolite mordenite. The synthesis of mordenite was assessed with the use of an alternative source of Si and Al, a natural clay. The catalysts were prepared by the method of ion exchange for Pd and Cu and the incorporation of metalcarbonyl for Mo. The catalysts were characterized by chemical analysis, specific surface area, volume of pores, X-ray diffraction, diffuse reflectance in the ultraviolet-visible region, temperature programmed reduction, hydrogen chemisorptions, NO temperature programmed dessorption, the Fourier transform infrared with adsorbed molecules of CO and NO and with the scanning electron microscopy, electrons energy dispersive analysis. Tests for catalytic activity were made by reaction of direct decomposition of NO in a fixed bed reactor with tubular and continuous flow. The products of reaction were analyzed by Fourier transform infrared detector coupled to a gas cell. The palladium catalysts prepared from the raw material synthesized in the laboratory had similar activities then the catalyst prepared with the commercial mordenite, but poorer selectivities. The bimetallic catalysts were active for longer periods in the reaction conditions employed in this study. The zeolite mordenite presented a promoter effect when compared to other supports. Hence, mono and bimetallics catalysts of palladium are an option for the direct decomposition of NO.

Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados catalisadores de paládio a diferentes teores em massa (0,2%, 0,4% e 0,6%) suportado na zeólita mordenita na sua forma sódica e a 0,4% Pd na mordenita na forma protônica e em alumina. Os catalisadores foram utilizados na reação de decomposição catalítica do óxido nítrico. O paládio foi incorporado por troca iônica a partir de solução de Pd(NO)3 nas zeólitas, e por impregnação na alumina. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, análise química elementar, área específica por adsorção de N2 e Redução a Temperatura Programada. Todos os catalisadores mostraram-se ativos na reação de decomposição do NO. Os catalisadores sintetizados foram comparados com os catalisadores de paládio a 0,8% e 1,9% em massa suportado em mordenita estudados por da Silveira et al. Os melhores resultados de atividade e seletividade foram obtidos com o catalisador com 0,4% de paládio em massa suportado na forma sódica da mordenita, que apresentou conversão máxima de NO por aproximadamente 165 minutos e formação de menos de 10 ppm de N2O. / In this work palladium catalysts with 0.2%, 0.4% and 0.6% mass content supported on sodium-form mordenite and 0.4% on alumina and proton-form mordenite were synthesized and characterized aiming to their application on the nitric oxide decomposition reaction. Palladium was incorporated by ionic exchange from a Pd(NO)3 solution on zeolite, and impregnation on alumina. The catalysts were characterized by X Ray diffraction, elementary chemical analysis, specific area from N2 adsorption and Temperature Programmed Reduction. All synthesized catalysts exhibited activity on the NO decomposition reaction. The synthesized catalysts were compared to Pd 0.8% and 1.9% mass content catalysts on mordenite synthesized by da Silveira et al. The best activity and selectivity results were achieved with the 0.4% (w/w) palladium catalyst supported on sodium mordenite, who presented NO maximum conversion for 165 minutes and generated less than 10 ppm of N2O.

Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados catalisadores de paládio a diferentes teores em massa (0,2%, 0,4% e 0,6%) suportado na zeólita mordenita na sua forma sódica e a 0,4% Pd na mordenita na forma protônica e em alumina. Os catalisadores foram utilizados na reação de decomposição catalítica do óxido nítrico. O paládio foi incorporado por troca iônica a partir de solução de Pd(NO)3 nas zeólitas, e por impregnação na alumina. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X, análise química elementar, área específica por adsorção de N2 e Redução a Temperatura Programada. Todos os catalisadores mostraram-se ativos na reação de decomposição do NO. Os catalisadores sintetizados foram comparados com os catalisadores de paládio a 0,8% e 1,9% em massa suportado em mordenita estudados por da Silveira et al. Os melhores resultados de atividade e seletividade foram obtidos com o catalisador com 0,4% de paládio em massa suportado na forma sódica da mordenita, que apresentou conversão máxima de NO por aproximadamente 165 minutos e formação de menos de 10 ppm de N2O. / In this work palladium catalysts with 0.2%, 0.4% and 0.6% mass content supported on sodium-form mordenite and 0.4% on alumina and proton-form mordenite were synthesized and characterized aiming to their application on the nitric oxide decomposition reaction. Palladium was incorporated by ionic exchange from a Pd(NO)3 solution on zeolite, and impregnation on alumina. The catalysts were characterized by X Ray diffraction, elementary chemical analysis, specific area from N2 adsorption and Temperature Programmed Reduction. All synthesized catalysts exhibited activity on the NO decomposition reaction. The synthesized catalysts were compared to Pd 0.8% and 1.9% mass content catalysts on mordenite synthesized by da Silveira et al. The best activity and selectivity results were achieved with the 0.4% (w/w) palladium catalyst supported on sodium mordenite, who presented NO maximum conversion for 165 minutes and generated less than 10 ppm of N2O.

O presente trabalho retrata o estudo realizado para a eliminação dos compostos de nitrogênio, NOx,,a partir de fontes antropogênicas usando a decomposição direta sobre catalisadores monometálicos de paládio e bimetálicos de paládio/cobre e paládio/molibdênio suportados na zeólita mordenita. A síntese de uma das mordenitas utilizadas foi avaliada com o emprego de uma fonte alternativa de Si e Al, a argila natural. Os catalisadores foram preparados pelo método de troca iônica para os metais Pd e Cu e pela incorporação de Mo a partir de [Mo(CO)6]. Os catalisadores foram caracterizados através da análise química, área superficial específica, volume de poros, difração de raios-X, refletância difusa na região do ultravioleta e visível, redução com programação de temperatura, quimissorção de hidrogênio, dessorção de NO com programação de temperatura, infravermelho com transformada de Fourier das moléculas de CO e NO adsorvidas e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva. As avaliações catalíticas foram realizadas através da reação de decomposição direta do NO em um reator tubular com leito fixo e fluxo contínuo, e foi utilizado como detector um espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier acoplado a uma célula de gás.Os catalisadores de paládio preparados nos suportes sintetizados em laboratório apresentaram atividades similares ao catalisador preparado com a mordenita comercial, porém menores seletividades. Os catalisadores bimetálicos mostraram-se ativos por mais tempo nas condições de reação empregadas. O suporte mordenita apresentou efeito promotor quando comparado com outros suportes. Portanto, catalisadores mono e bimetálicos de paládio apresentaram-se como uma opção para a decomposição direta do NO. / This work presents the results of the research for the removal of nitrogen compounds, NOx, from antropogenic sources using the direct decomposition over monometallic palladium catalysts and bimetallics of palladium / copper and palladium / molybdenum supported in the zeolite mordenite. The synthesis of mordenite was assessed with the use of an alternative source of Si and Al, a natural clay. The catalysts were prepared by the method of ion exchange for Pd and Cu and the incorporation of metalcarbonyl for Mo. The catalysts were characterized by chemical analysis, specific surface area, volume of pores, X-ray diffraction, diffuse reflectance in the ultraviolet-visible region, temperature programmed reduction, hydrogen chemisorptions, NO temperature programmed dessorption, the Fourier transform infrared with adsorbed molecules of CO and NO and with the scanning electron microscopy, electrons energy dispersive analysis. Tests for catalytic activity were made by reaction of direct decomposition of NO in a fixed bed reactor with tubular and continuous flow. The products of reaction were analyzed by Fourier transform infrared detector coupled to a gas cell. The palladium catalysts prepared from the raw material synthesized in the laboratory had similar activities then the catalyst prepared with the commercial mordenite, but poorer selectivities. The bimetallic catalysts were active for longer periods in the reaction conditions employed in this study. The zeolite mordenite presented a promoter effect when compared to other supports. Hence, mono and bimetallics catalysts of palladium are an option for the direct decomposition of NO.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-10T16:47:26Z No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T16:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) Previous issue date: 2017-10-05 / Capes / Neste trabalho foram produzidas membranas tubulares poliméricas (Polietileno de ultra alto peso molecular - PEUAPM) e compósitas (PEUAPM/argila Chocolate B organofílica e PEUAPM/zeólita Mordenita) por sinterização visando sua utilização e reutilização no processo de separação de emulsão óleo/água. O mesmo trata do efeito da incorporação de 1, 3 e 5% em massa de argila Chocolate B organofílica ou zeólita Mordenita e diferentes tempos de sinterização (60, 90 e 120 min) no desempenho de membranas a base de PEUAPM. O PEUAPM foi caracterizado por meio das técnicas de Difratometria de raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A argila Chocolate B natural e organofílica foi caracterizada por meio das técnicas de DRX, Capacidade de troca catiônica (CTC) Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TG), MEV e Espectroscopia de Fluorescência de raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED), enquanto que a zeólita Mordenita foi caracterizada por DRX, FRX-ED e MEV. O DRX confirmou que o PEUAPM é um polímero semicristalino, assim como o MEV provou que este é composto basicamente por aglomerados de partículas com tamanhos diferentes. O TG evidenciou que as membranas poderão resistir a variações de temperaturas moderadas sem perder sua integridade estrutural. As técnicas de caracterização (DRX, FTIR, TG) evidenciaram a efetiva intercalação dos cátions quaternários de amônio nas camadas interlamelares da argila. A partir dos resultados obtidos para a síntese de zeólita mordenita confirmou que a sua obtenção foi efetiva com formação da zeólita mordenita em fase pura e cristalina. Foram realizados testes de resistência química, capacidade de absorção de água e porosidade, além de caracterização de DRX e MEV das membranas tubulares poliméricas e compósitas. Os resultados das membranas permitiram inferir que tanto a incorporação de argila Chocolate B quanto da zeólita Mordenita provocaram melhorias nas membranas compósitas, tendo em vista que pelo DRX houve a confirmação do processo de intercalação das cadeias poliméricas entre as camadas da argila Chocolate B organofílica. Quando comparado com os resultados das membranas poliméricas, percebeu-se que as membranas tubulares compósitas apresentaram melhor estabilidade e resistência química e física com testes de capacidade de absorção de água, resistência química e porosidade. Verificou-se que a incorporação da argila Chocolate B organofílica e da zeólita Mordenita ocasionaram o aumento dos fluxos como também um acréscimo no percentual de rejeição (até 90,67%) das membranas quando comparadas com as membranas tubulares poliméricas. O processo de limpeza das membranas reutilizadas provou-se eficiente, com obtenção de mais de 99% de seu fluxo recuperado, assim como mais de 95% de seu potencial de rejeição restaurado. Dessa maneira, as membranas compósitas configuram-se como materiais promissores no tratamento de efluentes oleosos. / In this work, polymeric tubular membranes (PEUAPM) and composites (PEUAPM/ organophilic Chocolate B and PEUAPM/zeolite Mordenite) were produced by sintering for their use and reuse in the oil/water emulsion separation process. The same deals with the effect of the incorporation of 1, 3 and 5% by mass of organophilic Chocolate B clay or Mordenite zeolite and different sintering times (60, 90 and 120 min) in the performance of PEUAPM based membranes. The PEUAPM was characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The natural and organophilic Chocolate B clay was characterized by the techniques of XRD, Cation Exchange (CTC), Infrared Spectroscopy by Fourrier Transform (FTIR), Thermogravimetric (TG), SEM and X-ray Fluorescence Spectroscopy by Energy Dispersive (FRX-ED), while the Mordenite zeolite was characterized by DRX, FRX-ED and MEV. The XRD confirmed that PEUAPM is a semi-crystalline polymer, as well as SEM has proved that it is basically composed of particle agglomerates of different sizes. TG evidenced that membranes will be able to withstand moderate temperature variations without losing their structural integrity. Characterization techniques (XRD, FTIR, TG) evidenced the effective intercalation of the quaternary ammonium cations in the interlamellar layers of the clay. From the results obtained for the synthesis of mordenite zeolite confirmed that its obtaining was effective with formation of pure and crystalline phase mordenite zeolite. Tests of chemical resistance, water absorption capacity and porosity were performed, as well as characterization of XRD and MEV of polymeric and composite tubular membranes. The results of the membranes allowed to infer that both the incorporation of Chocolate B clay and the Mordenite zeolite caused improvements in the composite membranes, considering that by the XRD there was confirmation of the intercalation process of the polymer chains between the layers of the organophilic Chocolate B clay. When compared to the results of the polymer membranes, it was observed that the composite tubular membranes presented better stability and chemical and physical resistance with tests of water absorption capacity, chemical resistance and porosity. The incorporation of the organophilic Chocolate B clay and the Mordenite zeolite resulted in an increase in the fluxes as well as an increase in the rejection percentage (up to 90.67%) of the membranes when compared to the polymeric tubular membranes. The process of cleaning the reused membranes has proved to be efficient, obtaining more than 99% of its recovered flux, as well as more than 95% of its restored rejection potential. In this way, the composite membranes are configured as promising materials in the treatment of oily effluents.