Submitted by CIBELE FAVORETO DOS SANTOS (cibele.favoreto@hotmail.com) on 2018-06-29T15:19:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Cibele - Final corrigida.pdf: 2242337 bytes, checksum: fa2ed2aede3ab1105b17fe2fc10b76c3 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) No metadados você assinalou como financiadora a Capes e CNPQ; se você recebeu financiamento da CAPES e CNPQ, o nomes das duas financiadoras devem constar na folha de rosto e de aprovação e também nos agradecimentos Agradecemos a compreensão. on 2018-06-29T18:16:14Z (GMT) / Submitted by CIBELE FAVORETO DOS SANTOS (cibele.favoreto@hotmail.com) on 2018-07-01T22:31:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Cibele - Final corrigida.pdf: 2242337 bytes, checksum: fa2ed2aede3ab1105b17fe2fc10b76c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Paula Torres Monteiro da Torres (paulatms@sjrp.unesp.br) on 2018-07-03T17:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_cf_me_sjrp.pdf: 2242337 bytes, checksum: fa2ed2aede3ab1105b17fe2fc10b76c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-03T17:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_cf_me_sjrp.pdf: 2242337 bytes, checksum: fa2ed2aede3ab1105b17fe2fc10b76c3 (MD5) Previous issue date: 2018-05-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / RESUMO Pesquisa destinada a melhorar e gerar rotas de produção de biocombustíveis como fonte alternativa a combustíveis derivados do petróleo está se tornando mais frequente. Nesta área, desenvolver novas técnicas que facilitem, ou ajudem a otimizar processos como a transesterificação de óleos vegetais ganham espaço no meio científico. Óxidos provenientes de materiais semelhantes a hidrotalcitas pertencentes à família de argilas aniônicas foram estudados recentemente como um substituinte para catalisadores básicos na síntese de biodiesel. Para testar estes catalisadores, a síntese de materiais de hidrotalcita como (HDLs) com fórmula molecular MgxXAly (CO3)(OH)16.4H2O em diferentes proporções x / y foi realizada com substituição total de Na2CO3 por amido de milho e amido de milho acidificado pelo ozono. A síntese dos HDLs foi realizada pelo método de coprecipitação e os materiais secados pela técnica de pulverização e para gerar os óxidos estes precursores foram calcinados a 450 e 600 °C . A caracterização do HDLs foi realizada por difração de raios-X (XRD), espectroscopia vibracional (ATR-FTIR) e decomposição térmica (TGA) e dos óxidos por XRD, BET, adsorção de CO2 (basicidade) e n-butilamina (acidez) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As reações de transesterificação foram processadas por 12 horas a 120 ° C na proporção molar de óleo de soja /etanol (1/20) com 20% (m / m) de catalisador em relação à massa, e os produtos foram quantificados por GC-FID. Com a introdução de amido de milho ou amido de milho acidificado no sólido, características físico-químicas típicas de HDLs foram alteradas com base nos dados obtidos das caracterizações. Foi observado o aumento nas áreas superficiais dos óxidos (800m2 g-1) e nas propriedades de acidez e basicidade. Nos testes iniciais o precursor sem a presença de amido (3:1 Mg:Al) alcançou 36,1% de conversão. Embora o melhor resultado de conversão tenha sido alcançado a partir do sólido sem amido de milho, existe uma correlação interessante entre as atividades catalíticas e as propriedades físico-químicas dos sólidos com os materiais modificados e seus respectivos homólogos. Estudos suplementares buscando melhorar o rendimento destes óxidos foram realizados resultando com resultados próximos a 50% de rendimento de biodiesel. / Research to improve biofuel production routes as an alternative source of petroleumderived fuels has been matter of recent efforts. In this area, developing new techniques that facilitate or help optimize processes such as transesterification of vegetable oils have been gaining attention. Oxides from hydrotalcite-like materials belonging to the anionic clays family were recently studied as substitute for basic catalysts in the synthesis of biodiesel. In order to test these catalysts, the synthesis of hydrotalcite materials (HDLs) with molecular formula MgxXAly(CO3)(OH)16.4H2O in different x/y ratios was carried out with total substitution of Na2CO3 by corn starch and corn starch acidified by ozone. The synthesis of the HDLs was performed by the coprecipitation method and the materials dried by the spray technique and the oxides generated by calcination at 450 and 600 °C. The characterization of HDLs was performed by XRD, vibration spectroscopy (ATR-FTIR) and thermal decomposition (TGA) and the oxides by XRD, BET, CO2 adsorption (basicity) and nbutylamine (acidity), and scanning electron microscopy (SEM). The transesterification reactions were carried out for 12 hours at 120 °C in 1/20 molar ratio of soybean / ethanol with 20% (w/w) of catalyst and the products were quantified by GC-FID. With the introduction of corn starch or acidified maize starch into the solid, typical physico-chemical characteristics of HDLs were successfully modified based on the characterization data. It was observed the increase in the surface areas of the oxides (800 m2 g -1 ) and in the acidity and basicity properties. In catalytic assays the precursor without the presence of starch (3:1 Mg:Al) reached 36.1% conversion. Although the best conversion result has been achieved from the solid without cornstarch, there is an interesting correlation between the catalytic activities and the physico-chemical properties of the solids with the modified materials and their respective counterparts. Further studies to improve the yield of these oxides were performed resulting in results close to 50% biodiesel yield. / 380762/2016-1.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T14:53:05Z No. of bitstreams: 1 ADRIANO SANT'ANA SILVA - PPGEP TESE 2011..pdf: 12696755 bytes, checksum: 3f702ca1b940a9bb7e2fc2feb1499709 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T14:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANO SANT'ANA SILVA - PPGEP TESE 2011..pdf: 12696755 bytes, checksum: 3f702ca1b940a9bb7e2fc2feb1499709 (MD5) Previous issue date: 2011-04 / Capes / 0 biodiesel é um biocombustível proveniente de fontes renováveis, tais como óleos vegetais e gordura animal, e que foi proposto como alternativa ao óleo diesel derivado do petróleo. Normalmente, este biocombustível é obtido a partir do óleo de soja, por meio da reação de transesterificação, a qual faz uso de catalisadores homogéneos alcalinos que ao término da reação não são reutilizados e ainda exigem matéria prima refinada e isenta de água. Diante disso, o uso de catalisadores heterogéneos tem-se consolidado cada vez mais no meio académico e industrial pela possibilidade do seu reuso e por permitir o uso de diferentes fontes lipídicas. Ademais, a busca por fontes lipídicas de menor custo, como óleo de algodão, e que não concorram com outros seguimentos industriais, como a indústria de alimentos, tornou-se foco atual de diversas pesquisas. Sendo assim, o objetivo desta tese foi sintetizar, caracterizar e avaliar os catalisadores suportados M0O3-MCM-41 e NiOMCM-41 nas reações de transesterificação e esterificação, etílica e metílica do óleo de algodão, usando sistema reacional estático. O suporte MCM-41 foi obtido pelo método de síntese a temperatura ambiente. Os catalisadores foram sintetizados pelo método de dispersão física em três concentrações distintas (1, 3 e 5% em massa) e foram caracterizados por DRX, FTIR, análise textural e EDX. Por meio de um planejamento fatorial 23 avaliou-se os efeitos das variáveis independentes: temperatura, razão molar de óleo: álcool e concentração de catalisador, sobre as variáveis dependentes éster e de triacilglicerídeo, na reação de transesterificação. Na reação de esterificação avaliou-se os efeitos destas variáveis sobre a conversão dos ácidos graxos livres em éster. Os resultados de caracterização indicaram que a fase hexagonal da MCM-41 foi obtida e que o procedimento de dispersão física dos óxidos foi viável para síntese dos catalisadores em estudo. Nos testes catalíticos o catalisador 5%Mo03-MCM-41 apresentou os melhores resultados para a transesterificação etílica e metílica; e esterificação metílica, com conversão de cerca de 53, 48,1 e 78,7%, respectivamente. Para a reação de esterificação etílica o catalisador 3%Mo03-MCM-41 apresentou o maior conversão, cerca de 67,9%. O catalisador NiO-MCM-41 não apresentou atividade catalítica nas reações estudadas. A temperatura, de acordo com o planejamento experimental foi a variável de maior influência nas reações de transesterificação e esterificação. As reações conduzidas em sistema estático foram viáveis para a obtenção do biodiesel / Biodiesel is a biofuel produced from renewable sources such as vegetable oils and animal fat, which was proposed as an alternative to petroleum diesel. Typically, this biofuel is made from soybean oil, by transesterification with alkaline homogeneous catalysts that at the end of the reaction are not reused and still require refined oil. Thus, the use of heterogeneous catalysts has been increasingly in industry by the possibility of its reuse and for allowing the use of different lipid sources. Furthermore, the search for low cost lipid sources, such as cottonseed oil, has become the current focus of several studies. Therefore, the objective of this thesis was to synthesize, characterize and evaluate the catalysts M0O3-MCM-41 and NiO-MCM-41 in ethyl and methyl, transesterification and esterification reactions of cottonseed oil, using a static reaction system. The support MCM-41 was obtained by synthesis at room temperature. The catalysts were synthesized by the method of physical dispersion in three different concentrations (1, 3 and 5% in weight) and were characterized by XRD, FTIR, EDX and textural analysis. Through a 23 factorial design the effects of independent variables: temperature, molar ratio of oil: the percentage of alcohol and catalyst on the dependent variables éster and triglycerides in the transesterification reaction, were evaluated. In the esterification reaction the effects of these variables on the conversion of free fat acid was evaluated. The characterization results indicated that the hexagonal phase of MCM-41 was obtained and the procedure of physical dispersion of the oxides was viable for the synthesis of the catalysts under study. In the catalytic tests the catalyst 5%Mo03-MCM-41 showed the best results for the methyl and ethyl transesterification and for methyl esterification, with conversion of about 53, 48.1 and 78.7%, respectively. For the reaction of ethyl esterification, the catalyst 3%MoC«3-MCM-41 showed the highest conversion, about 67.9%. The catalyst NiO-MCM-41 showed no catalytic activity. The temperature, according to the experimental design, was the variable that most influenced the reactions.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5331.pdf: 11740082 bytes, checksum: e8f5288e8c937187089b53d5c0ebd1c9 (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / The combustion of petroleum fuels produces large emissions of NOX, SOX and other strong atmospheric pollutants. The abatement of NOX can be achieved by the nonselective catalytic reduction of NO with CO, for that, supported noble metals have been the most commonly used, with high cost as disadvantage. Transition metal oxides show good activity for this reaction, however, they have poor performance in the presence of SO2, O2 and water steam. Thus, this study aimed to prepare, characterize and evaluate catalysts based on CuO, Fe2O3 and CuO-Fe2O3 supported on TiO2, ZrO2 and their mixtures, in the reduction of NO to N2 with CO in the presence or absence of water steam. XRD data, N2 adsorption and H2-TPR showed that mixed oxides and their catalysts, prepared by sol-gel in-situ, presented specific surface areas between 30 to 60 m2/g, with Cu or Fe species highly distributed, having the last greater interaction with titanium. Rietveld refinement showed preferential formation of zirconium titanate, then showing a close interaction of these species in the mixed supports. All catalysts were highly active in the reduction of NO to N2. At temperatures below 500 °C a CuO catalysts were more active and selective for the formation of N2 than Fe2O3, with the formation of N2O being favored with the increase of zirconium in the support. At 600 °C, the high conversion of NO to N2 on CuO was not influenced by the content of TiO2 in the support. Also at 600 °C, an increasing in the content of titanium in the Fe2O3 catalysts resulted in a significant drop in the conversion of NO to N2. The presence of water steam during the reduction of NO with CO at 600 °C caused a significant decrease in the conversion of NO to N2 and CO to CO2 on the CuO catalyst on the support with higher titanium content. The water steam completely eliminates the activity for the reduction of NO to N2 on Fe2O3 catalysts, but keeping a high conversion of CO to CO2. The CuO and CuO-Fe2O3 catalysts on zirconium-rich supports showed high potential for the abatement of NOX in the presence of water steam at temperatures above 500 ºC. / A combustão de derivados do petróleo gera grandes emissões de NOX, SOX e outros fortes poluentes da atmosfera. O abatimento de NOX pode ser realizado por meio da redução catalítica não seletiva com CO, onde os metais nobres suportados têm sido os mais empregados, com a desvantagem de seu elevado custo. Óxidos de metais de transição apresentam boa atividade nessa reação, no entanto, têm baixo desempenho na presença de SO2, O2 e vapor de água. Assim, este trabalho teve como objetivo preparar, caracterizar e avaliar catalisadores a base de CuO, Fe2O3 e CuO-Fe2O3 suportados em TiO2, ZrO2 ou suas misturas, na redução de NO a N2 com CO na presença ou ausência de vapor de água. Dados de DRX, adsorção de N2 e RTP-H2 mostraram que os suportes mistos e seus catalisadores, que foram preparados via síntese sol-gel in-situ, apresentaram áreas superficiais específicas entre 30 e 60 m2/g, com as espécies de Cu ou Fe altamente distribuídas, tendo essas últimas maior interação com a titânia. Refinamento de Rietveld mostrou formação preferencial de titanato de zircônia, evidenciando a estreita interação dessas espécies nos suportes mistos. Todos os catalisadores foram altamente ativos na redução de NO a N2. Em temperaturas inferiores 500 ºC os catalisadores de CuO foram mais ativos e seletivos à formação de N2 que o Fe2O3, com a formação de N2O sendo favorecida com o aumento de zircônia no suporte. A 600 ºC, a alta conversão de NO a N2 sobre CuO não foi influenciada pelo conteúdo de TiO2 no suporte. Nessa temperatura, o aumento do teor de titânia provocou nos catalisadores de Fe2O3 uma queda significativa na conversão de NO a N2. A presença de vapor de água durante a redução de NO com CO a 600 ºC provocou sobre CuO queda significativa da conversão de NO a N2 e de CO a CO2 sobre o suporte com maior conteúdo de titânia. Nos catalisadores de Fe2O3 puro, o vapor de água anulou completamente a atividade para a redução de NO a N2, mas manteve-se a conversão de CO a CO2. Os catalisadores de CuO e CuO-Fe2O3 sobre suporte contendo alto teor de zircônia apresentaram alto potencial para o abatimento de NOx na presença de vapor de água em temperaturas superiores a 500 ºC.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6783.pdf: 3853594 bytes, checksum: 5c76462cb2ede47f0f6638372f3f2364 (MD5) Previous issue date: 2015-02-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The fluid catalytic cracking (FCC) is one of the most important process in the petroleum refining industry, being responsible for the increase of the yield of the most valuable light hydrocarbons. On the other hand, the FCC process generates big amounts of CO, NOx and SOx emissions. The CO emissions from the most of pollution sources are abatement using noble metal based catalysts. However, the growing demand and scarcity of those metals have caused an increase in the process cost and consequently promoting studies to find alternative catalysts with comparable efficiency and lower in cost. In this respect, the literature had presented interesting results with transitions metal catalysts. Thus, the objective of this work was to prepare exchanged or impregnated Fe or Mn on H-mordenite or Ce-mordenite, which were evaluated between 150 and 550 oC in the CO oxidation with O2, in the presence or absence of interfering compounds (water steam or SO2). The catalysts were characterized by ICP-OES, DRX, DRS-UV-VIS and Mössbauer spectroscopy. The results showed that the preparation procedures of the interchanged or impregnated Fe or Mn catalysts were adequate, and no mordenite crystallinity loss was observed. Contrary to the exchanged Fe or Mn based catalysts, those based on impregnated Fe or Mn oxides showed a important potential as catalysts in the CO oxidation with O2. Then, in the applied operational conditions the Ce-MOR/Fe10, Ce-MOR/Mn5, Ce-MOR/Mn10 e H-MOR/Mn5 catalysts were able to produce an effluent with CO content lower than 500 ppm, which is the allowed limit by the environmental regulations related with FCC units. In the presence of water steam the evaluated Fe or Mn catalysts presented activity loss that was recovered after the elimination of that interfering from the feed. Nevertheless, in the presence of SO2, the tested catalysts showed an irreversible and significantly activity loss. / O craqueamento catalítico fluido (FCC) é uma das etapas mais importantes no refino de petróleo, sendo responsável pelo aumento do rendimento em frações leves, de maior valor agregado. Por outro lado, o FCC é responsável na refinaria por uma grande parcela das emissões de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e óxidos de enxofre (SOx). O CO, em particular, na maioria das fontes poluidoras é eliminado via oxidação sobre catalisadores à base de metais nobres. Porém, o aumento na demanda desses metais e sua baixa disponibilidade criam um forte impacto no custo do processo, surgindo a necessidade de buscar catalisadores alternativos, com eficiência comparável e de menor custo. Assim, o objetivo deste trabalho foi preparar catalisadores à base de ferro ou manganês impregnados ou trocados em H-mordenita ou Ce-mordenita e avaliá-los entre 150 e 550 oC na oxidação de CO com oxigênio (O2), na ausência ou presença de compostos interferentes à reação como vapor de água e dióxido de enxofre (SO2). Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de emissão atômica (ICP-OES), difração de raios X (DRX), espectroscopia de reflectância difusa (DRS-UV-VIS), redução com H2 à temperatura programada (RTP-H2) e espectroscopia Mössbauer (MOSS). Os resultados mostraram que os procedimentos de preparação dos catalisadores, trocados ou suportados, foram eficientes, não se observando perda de cristalinidade da mordenita. Os catalisadores com óxidos de Fe ou Mn suportados na mordenita apresentaram um importante potencial para serem utilizados como catalisadores na oxidação de CO com O2, contrário ao que ocorreu com cátions de Fe ou Mn em sítios de troca. Assim, nas condições operacionais utilizadas, os catalisadores Ce-MOR/Fe10, Ce-MOR/Mn5, Ce-MOR/Mn10 e H-MOR/Mn5 foram capazes de converter CO suficiente para produzir um efluente gasoso com teor menor que 500 ppm de CO, sendo essa a concentração limite permitida pela legislação que rege as emissões de unidades FCC. Os catalisadores impregnados com Fe e Mn, quando avaliados na presença de vapor de água e de SO2, ocorreu perda da atividade, a que foi recuperada somente no caso do vapor de água.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2958.pdf: 1485003 bytes, checksum: 13ecfdc9482ce660829ef15f2081578e (MD5) Previous issue date: 2010-03-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The ethanol dehydrocoupling in ethyl acetate distinguishes among the reactions of alcohol transformation in products with higher added value. Due to the possibility of obtaining ethanol from biomass in Brazil, the production of ethyl acetate is of great interest, being their production very economical. The ethanol dehydrocoupling in ethyl acetate was studied over Cu/ZrO2 catalysts prepared by impregnation method followed by calcinations in air. The samples with different Cu loadings were characterized by thermal analyze, X-Ray powder diffraction, determination of the specific surface area, temperature-programmed reduction (TPR), decomposition of N2O and X-Ray photoelectron spectroscopy (XPS). TPR results showed the formation of low temperature reduction Cu species (peaks α1, α2 e β) predominant at low loadings of supported Cu in ZrO2, these species are attributed to CuO highly dispersed on support. The increase of Cu loading caused the formation of CuO bulk species with high temperature reduction (peaks γ1 e γ2). XPS results for Cu/ZrO2 reduced catalysts showed that an increase in the Cu loading caused a shift in the Cu 2p3/2 peak to regions of lower biding energy. The spectra of Cu Auger region suggest that a decrease in the Cu loading increases the ratio of Cu+/Cuo species. Catalytic tests for dehydrocoupling reaction of ethanol were carried out at atmospheric pressure and showed an increasing activity per Cu site for ethyl acetate formation with the increase in the dispersion of supported Cu. Furthermore, the by-products formation due the acetaldehyde via aldol condensation occurs on the ZrO2 support surface. Also, it could be seen that catalysts with Cu loading up to 20% showed an increase in the ethyl acetate selectivity with an increase in the Cu loading. This can be attributed to the higher ZrO2 coating by active phase providing the suppression of by-products that are formed via aldol condensation. / O desidroacoplamento do etanol em acetato de etila destaca-se dentre as reacoes de transformacao de alcoois em produtos de maior valor agregado. Devido a abundancia de etanol no Brasil e a possibilidade de sua obtencao a partir da biomassa, a producao de acetato de etila desperta grande interesse, sendo a sua producao muito economica. O desidroacoplamento do etanol em acetato de etila foi estudado sobre catalisadores de Cu/ZrO2 preparados pelo metodo de impregnacao, seguidos de calcinacao em ar. As amostras com diferentes cargas de Cu foram caracterizadas por analise termica, difracao de Raios X, determinacao da area superficial especifica, reducao a temperatura programada (TPR), decomposicao do N2O e espectroscopia de fotoeletrons excitados por Raios X (XPS). Resultados de TPR mostraram a formacao de especies de cobre de baixa temperatura de reducao (picos α1, α2 e β) predominantes em baixas cargas de Cu suportados em ZrO2, estas especies sao atribuidas ao CuO altamente disperso no suporte. Com o aumento da carga de Cu obteve-se a formacao de especies de CuO massico de alta temperatura de reducao (picos γ1 e γ2). Resultados de XPS para catalisadores de Cu/ZrO2 reduzidos revelaram que com o aumento da carga de cobre suportado houve o deslocamento do pico da regiao Cu 2p3/2 para regioes de menor energia de ligacao. Os espectros da regiao Auger do Cu sugerem que com a diminuicao da carga de Cu tem-se o aumento da razao das especies Cu+/Cuo. Ensaios cataliticos para a reacao de desidroacoplamento do etanol foram realizados a pressao atmosferica e mostraram o aumento da atividade por sitio de Cu para a formacao de acetato de etila com o aumento da dispersao do cobre no suporte. Sobre a superficie do suporte ZrO2 ocorre a formacao de subprodutos devido a condensacao do acetaldeido via condensacao aldolica. Para catalisadores com carga de Cu de ate 20% verifica-se o aumento da seletividade a acetato de etila com o aumento da carga de cobre, em decorrencia do aumento do grau de recobrimento da ZrO2 pela a fase ativa proporcionando a supressao de subprodutos formados via condensacao aldolica.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-06-28T12:13:34Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5054699 bytes, checksum: b0c36e922ea87a1775b247b54f1978c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T12:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5054699 bytes, checksum: b0c36e922ea87a1775b247b54f1978c1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work, cytochrome P450-inspired biomimetic oxidation systems were developed for aliphatic C–H bond activation and triclosan oxidation. Heterogenization of Mn(III) N-pyridylporphyrin derivatives onto silica gel resulted in three groups of catalysts. Immobilization of Mn(III) N-pyridylporphyrins (MnT-X-PyPCl, X = 2, 3, 4) on chloropropylfunctionalized silica gel (Sil-Cl) yielded the first group of catalysts, Sil-Cl/MnT-X-PyPCl. The second group was prepared by in situ methylation of Sil-Cl/MnT-X-PyPCl materials resulting in the Sil-Cl/MnT-X-PyPCl/MeOTs materials. Finally the third group of catalysts were prepared via electrostatic immobilization of Mn(III) N-methylpyridiniumporphyrins (MnTM-X-PyPCl5, X = 2, 3, 4) onto unfunctionalized silica gel to yield SiO2/MnTM-XPyPCl5 (X = 2, 3, 4). These materials were studied as catalysts for iodosylbenzene-based hydroxylation reactions of the model substrate cyclohexane. The heterogenized catalysts proved to be more efficient, selective and oxidatively stable than the corresponding homogeneous systems for cyclohexane oxidation. No significant loss in catalytic efficiency was observed upon recycling of these materials. The increase in Mn(III)/Mn(II) reduction potentials associated with the alkylation of the pyridyl moieties of Sil-Cl/MnT-XPyPCl/MeOTs (X = 2, 3, 4) materials did not result in significant changes in catalytic efficiency as compared with the non-methylated starting materials Sil-Cl/MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4). The PhIO-oxidation of the emerging contaminant triclosan under homogenous conditions was carried out using Mn porphyrins as biomimetic catalysts for P450-based xenobiotic degradation. The second generation catalyst Mn(III) meso-tetrakis(2,6- dichlorophenyl)porphyrin chloride, MnTDCPPCl, was more efficient and oxidatively stable than its first generation analogue Mn(III) meso-tetraphenylporphyrin chloride, which was considerably destroyed during the reactions. GC-FID, HPLC-DAD and LC-MS/MS analyses were used to confirm the formation of two products already identified as in vivo metabolites of triclosan: 4-chlorocatechol and 2,4-dichlorophenol. LC-MS/MS spectra of reation mixture indicated the formation of four additional triclosan degradation products (m/z 270, 323, 448, and 483), whose structural identity and biological relevance have yet to be confirmed. / Neste trabalho foram desenvolvidos modelos biomiméticos dos citocromos P450 pela heterogeneização das N-piridilporfirinas de Mn(III) em sílica-gel, resultando em três classes de catalisadores. A primeira classe descreve a imobilização das N-piridilporfirinas de Mn(III) (MnT-X-PyPCl, X = 2, 3, 4) em sílica-gel funcionalizada com o grupo cloropropila (Sil-Cl), a segunda classe envolve a metilação in situ dos materiais obtidos anteriormente e a terceira classe corresponde ao ancoramento eletrostático das N-metilpiridinioporfirinas de Mn(III) (MnTM-X-PyPCl5, X = 2, 3, 4) em sílica-gel in natura, sendo denominados como Sil-Cl/MnT-X-PyPCl, Sil-Cl/MnT-X-PyPCl/MeOTs e SiO2/MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4), respectivamente. Estes materiais foram empregados em reações de hidroxilação do substrato modelo cicloexano por iodosilbenzeno (PhIO). Os catalisadores heterogeneizados mostram-se mais eficientes, seletivos e resistentes à destruição catalítica do que os sistemas em fase homogênea, além de não serem observadas perdas significativas na eficiência catalítica após reúsos desses materiais. O aumento do potencial de redução Mn(III)/Mn(II) associado ao aumento do grau de alquilação nos catalisadores Sil-Cl/MnT-X-PyPCl/MeOTs (X = 2, 3, 4) não levaram a alterações significativas na eficiência catalítica desses materiais em comparação aos materiais de partida Sil-Cl/MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4). A investigação da atividade catalítica das Mn-porfirinas de primeira e segunda geração, cloreto de mesotetrafenilporfirinatomanganês (III) (MnTPPCl) e cloreto de meso-tetraquis(2,6- diclorofenil)porfirinatomanganês (III) (MnTDCPPCl), na oxidação do contaminante emergente triclosan revelou que estes modelos biomiméticos podem efetuar a degradação deste xenobiótico. A MnTDCPPCl mostrou-se mais eficiente do que seu análogo de primeira geração MnTPPCl, que foi mais degradado durante as reações. Pelas técnicas de GC-FID, HPLC-DAD e LC-MS/MS foi possível confirmar a formação de dois produtos já identificados na literatura como metabólitos in vivo: 4-clorocatecol e 2,4-diclorofenol. Ainda por LC/MS-MS pode-se identificar a formação de mais quatro produtos de degradação do triclosan ainda não definidos (m/z 270, 323, 448 e 483)

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-14T18:16:58Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ GORETE PEDROZA DE LACERDA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2018..pdf: 627104 bytes, checksum: 45e4786f3d9dfa64c01ee838695e2239 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T18:16:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ GORETE PEDROZA DE LACERDA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2018..pdf: 627104 bytes, checksum: 45e4786f3d9dfa64c01ee838695e2239 (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Este trabalho investigar a síntese do biodiesel proveniente do óleo de fritura através da reação de hidroesterificação, utilizando como suporte catalítico heterogêneo, a vermiculita. A hidrólise foi efetuada em reator de autoclave numa temperatura de 300 ºC por 3 h, e em seguida, a esterificação foi realizada sob razão molar do álcool etílico/ácido graxo na proporção 6:1, na presença de 5% do catalisador em relação à massa do óleo. Tanto o biodiesel e o óleo de fritura foram caracterizados por meio de parâmetros físico-químico, térmicos e por espectrofotometria de absorção na região do UV-Visível com fins de melhor compreensão. O rendimento reacional em relação à massa do óleo de fritura residual para o biodiesel foi de 66,65%. A curva termogravimétrica referente ao biodiesel apresentou duas etapas de decomposição, sendo a primeira etapa com 83,1% de perda de massa, indicando a conversão em monoacilglicerideos, e a segunda com 14,3% de perda de massa, atribuída a presença de traços de diacilglicerídeos e/ou triacilglicerídeos não convertida em ésteres de ácidos graxos etílicos. Os espectros de absorção na região do infravermelho confirmaram a presença dos ésteres de ácidos graxos etílicos em 1749,7 cm-1, no entanto, também verificou presença de banda vibracional correspondente ao estiramento do grupo OH, em 3600 a 3300 cm-1, confirmando presença de umidade e/ou a não conversão total da hidrólise de glicerídeos. Por fim, este trabalho demonstrou ser satisfatório em termos de conversão, embora requeira um estudo mais aprofundado, manipulando as condições reacionais. / This study aimed to investigate the synthesis of biodiesel from frying oil through the hydroesterification reaction, using as heterogeneous catalytic support – vermiculite. Both the biodiesel obtained and the raw material (frying oil) were characterized by physical-chemical, thermal and absorption spectrophotometry in the UV-Visible region for better understanding. The synthesis of biodiesel by hydroesterification involved two steps: hydrolysis and esterification, whereby the residual frying oil was subjected to the step of hydrolysis in an autoclave reactor at a temperature of 300 ° C for 03 hours. After the hydrolysis, the glycerin was removed and the fatty acids generated were subjected to the esterification step and processed under the following conditions: 6: 1 molar ratio of the ethyl alcohol / fatty acid in the presence of 5% of the catalyst (vermiculite) relative to the mass of the oil. Subsequently, the mixture was subjected to the stirring process and transferred to the autoclave reactor at 200°C for 01 hour. After that, the mixture was decanted for 2 hours and the phases were separated. The dense phase – biodiesel – was characterized according to the standards of the National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuel. Thus, the reaction yield in relation to the initial mass of the residual frying oil for biodiesel was 66.65%. It is suggested that this yield was compromised by the acidity of the obtained biodiesel (0.61mg KOH/g), contributing to the release of the free fatty acids in the medium. Regarding the thermal study, the thermogravimetric curves showed that biodiesel is more volatile compared to the frying oil and presented two stages of decomposition: the first probably corresponding to the ethyl ester volatilization, with 83.1% of mass loss, indicating the conversion to monoacylglycerides; and the second stage with 14.3% of mass loss, attributed to the presence of diacylglyceride and/or triacylglyceride traces not converted to esters of ethyl fatty acids. The absorption spectra in the infrared region confirmed the presence of the strongly acidic fatty acid esters of 1749.7 cm-1; however, the presence of medium-sized vibrational band, corresponding to OH group stretching, is also present at 3600 to 3300cm-1, corroborating the thermal and physicochemical profile, confirming the presence of moisture and/or total nonconversion of glyceride hydrolysis. Finally, according to the results presented, this study proved to be feasible in terms of conversion, although it requires further investigation, manipulating the reactional conditions.

Os curtumes são indústrias que causam importante impacto ambiental, pois utilizam grande volume de água na produção do couro e o volume total de efluentes gerados normalmente é similar ao total de água captada. Além disso, há a utilização de vários compostos químicos no beneficiamento do couro, gerando, consequentemente, efluentes que possuem alta carga poluidora, com elevada DQO, matéria orgânica, sólidos em suspensão, sais dissolvidos e metais. Portanto, é indispensável o tratamento eficiente deste tipo de efluente, visando minimizar seus impactos ambientais e atender à legislação vigente. A clarificação química coagulação/floculação/decantação) é uma das etapas mais utilizadas no tratamento de efluente de curtume, ainda é utilizado coagulantes à base de sais de alumínio e ferro, porém estes são, comprovadamente, tóxicos ao ambiente. Com intuito de substituir os coagulantes inorgânicos, muitas pesquisas com polímeros naturais vêm sendo desenvolvidas. O PGα21Ca foi desenvolvido com esse propósito, sendo composto principalmente por sulfato de cálcio e ácido--poliglutâmico, possui alta biodegradabilidade e baixa toxicidade. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do tratamento de efluente de curtume, por meio do processo de clarificação química com o coagulante PGα21Ca e degradação fotocatalítica utilizando o catalisador TiO2. As condições ideais de tratamento foram determinadas aplicando a metodologia de planejamento fatorial e pelo delineamento composto central rotacional (DCCR). Em condições otimizadas, a clarificação química apresentou remoção de 75% da cor real, 61% da DQO, 77% da turbidez, 94 % do cromo total, 95% de cromo trivalente e 92% do cromo hexavalente. Constatando assim, que o PGα21Ca foi eficiente, principalmente na remoção de cromo. O processo de tratamento completo com clarificação química e fotocatálise heterogênea resultou em remoção de 87% da cor real, 92% da DQO, 91% da turbidez, 97 % do cromo total, 98% de cromo trivalente e 94% do cromo hexavalente. O processo de fotocatálise heterogênea contribuiu principalmente com as remoções de turbidez. Por meio desta pesquisa, comprovou-se a viabilidade da utilização do coagulante PGα21Ca para tratamento de efluente de curtume, considerando-o uma boa opção de coagulante devido ao alto rendimento e capacidade para remoção de compostos orgânicos e inorgânicos. / Tanneries are industries that cause significant environmental impact, because they use a large volume of water in leather production and the total wastewater volume generated is normally similar to the total water caught. In addition, there is the use of several chemical compounds in leather processing, generating highly polluted wastewater with high COD, organic matter, suspended solids, dissolved salts and metals. Therefore, the efficient treatment of this type of wastewater is indispensable, in order to minimize its environmental impacts and to comply with the current legislation. Chemical clarification (coagulation / flocculation / decantation) is one of the most used steps in the treatment of tannery wastewater, it is still used coagulants based on aluminum and iron salts, but they have been proven to be toxic to the environment. In order to replace the inorganic coagullants, many researches with natural polymers have being developed. PGα21Ca was developed for this purpose. It is mainly composed of calcium sulphate and γ-polyglutamic acid, presenting high biodegradability and low toxicity. The present work had the objective of studying the treatment of tannery wastewater by chemical clarification with coagullant PGα21Ca and photocatalytic degradation using the TiO2. The ideal treatment conditions were determined using experimental design methodology and central rotational compound design (CCD). Under optimized conditions, chemical clarification presented removal of 75% of color, 61% of COD, 77% of turbidity, 94% of total chromium, 95% of trivalent chromium and 92% of hexavalent chromium. Thus, PGα21Ca was mainly efficient for chromium removal. Complete treatment process with chemical clarification and heterogeneous photocatalysis resulted in removal of 87% of color, 92% of COD, 91% of turbidity, 97% of total chromium, 98% of trivalent chromium and 94% of hexavalent chromium. Heterogeneous photocatalysis process contributed mainly to turbidity removal. This research proved the feasibility of usage of PGα21Ca for the treatment of tannery wastewater, considering it a good coagulant option due to the high yield and capacity for removal of organic and inorganic compounds.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Biodiesel is commonly produced by the transesterification reaction of oils or fats, in the presence of an alcohol of short chain and a catalyst. The development of suitable heterogeneous catalysts is important in order to propose alternative processes that are economically viable for biodiesel production as well as to facilitate the purification steps. In this research, two different catalysts (calcium oxide, CaO, and sodium zirconate, Na2ZrO3) were evaluated for biodiesel production in their free form and also supported on polymeric materials. Moreover, different reactor configurations were evaluated: reactor with magnetic stirring (MS), with recycle (RL) and with ultrasonic agitation (US). For the assays with CaO, the obtained reaction yield was approximately the same (80% of Fatty Acid Methyl Esther - FAME) in the three proposed reactor configurations. The reusability of CaO was evaluated in the ultrasonic reactor, but the results were not satisfactory for more than the first reaction cycle due to the catalyst deactivation. Moreover, the polymers evaluated to support CaO did no resist the reaction conditions. The catalyst Na2ZrO3 was evaluated in its free form and also supported in poly (vinyl alcohol) (PVA) and in reactors with magnetic stirring and with ultrasonic agitations. The obtained kinetic profile showed that, in the beginning, the reaction is slower in the ultrasonic reactor than in the reactor with magnetic stirring. However, at the end, both reactor configurations reached the same yield. A composite central planning was carried out to evaluate the optimal conditions of methanol:oil molar ration and catalyst loading (%) when using the free and supported catalysts and in the magnetic stirring and ultrasonic reactor. The answer was evaluated in terms of %FAME and viscosity. Reactions were performed at a fixed temperature and time (55°C and 6 h). Different answers were obtained for the different reactor configurations. For the free catalyst in the reactor with magnetic stirring, great values of %FAME and low values of viscosity are obtained in the central region of the composite central planning. For the free catalyst in the ultrasonic reactor, the best values are obtained at higher values of methanol:oil molar ratio and at the central region of the catalyst loading. For the supported catalyst in the reactor with magnetic stirring, the best values are obtained in the region of 5 to 7% of catalyst loading and methanol:oil molar ratio of 10:1 to 30:1. For the supported catalyst in the ultrasonic reactor, the best values are obtained at higher methanol:oil molar ratios, but at lower catalyst loadings. These results are associated with the mass transfers related to the different degree of agitation in both reactors and to the accessibility to active sites of the catalyst. The catalyst reuse was evaluated in five sequential baths without intermediated washings with solvents. For both reactor configurations, the Na2ZrO3 presented suitable stability. Results showed that the heterogeneous catalysis is a viable alternative for biodiesel production. Moreover, the utilization of a supported catalyst is feasible due to the easier catalyst recovery. The ultrasonic assisted reactor is also a suitable alternative. / Um dos processos mais comuns para a obtenção do biodiesel é a transesterificação de óleos ou gorduras, na presença de um álcool de cadeia curta e de um catalisador. O desenvolvimento de catalisadores heterogêneos eficientes é relevante na busca de processos alternativos que sejam economicamente viáveis para a produção comercial de biodiesel e para redução de etapas de purificação. Neste trabalho, estudou-se óxido de cálcio (CaO) e zirconato de sódio (Na2ZrO3) em suas formas livre e em suportado materiais poliméricos como catalisadores para produção de biodiesel utilizando-se diferentes configurações de reatores, sendo elas: reator com agitação magnética (MS), com reciclo (RL) e com agitação ultrassônica (US). Para os ensaios com CaO, utilizaram-se as três configurações de reatores propostas e o rendimento, que foi avaliado por meio do teor de ésteres no biodiesel também conhecido como FAME (Fatty Acid Methyl Esther), das reações foi semelhante (aproximadamente 80%). O reuso do CaO foi avaliado em agitação ultrassônica, porém não apresentou resultados satisfatórios além do primeiro ciclo, dada a inativação do catalisador. Além disso, os polímeros avaliados para suportar CaO não resistiram às condições reacionais. Para o catalisador Na2ZrO3 nas formas livre e suportado em poli (vinil álcool) (PVA), avaliou-se o perfil da %FAME ao longo da reação nos reatores com agitação magnética e em ultrassom. Os resultados mostraram que apesar da reação se proceder de forma mais lenta no início quando realizada em ultrassom, ao final do processo obteve-se conversão semelhante para as duas configurações de reator e catalisador. Para cada configuração de reator e condição do catalisador foi realizado um planejamento composto central (PCC) para se avaliar as condições ótimas de quantidade de catalisador e razão molar metanol:óleo, em termos de viscosidade e % FAME como resposta, utilizando o zirconato de sódio Na2ZrO3 como catalisador alcalino nas formas livre e suportado em (PVA) a uma temperatura de 55°C e tempo de reação de 6 h. Os resultados de %FAME e viscosidade foram avaliados pela superfície de resposta obtida para cada tipo de reator e forma de catalisador. Percebeu-se que na região central do PCC se encontram valores elevados de % de FAME e baixa viscosidade para o catalisador livre em reator MS. Para o reator US, foram encontrados valores maiores na região com elevadas RM e quantidade de catalisador na região central. Para o catalisador suportado em PVA, os melhores resultados de % de FAME e viscosidade foram encontrados, em reator MS, na região de 5 a 7% de catalisador e RM (metanol:óleo) de 10:1 a 30:1, enquanto para o reator US foram encontrados os melhores resultados também em elevada RM, porém com baixa quantidade de catalisador. Estes resultados podem ser explicados pelas diferentes velocidades de transferência de massa (agitação) nos dois reatores e pelas diferentes transferências de massa no interior do catalisador quando este se encontra na sua forma livre ou suportado. A reutilização do catalisador foi avaliada realizando-se bateladas sequenciais com o mesmo catalisador ao longo de cinco ciclos de reação nas mesmas condições da reação com o catalisador novo (1° ciclo), sem a utilização de solvente para lavagem. Para os dois tipos de reatores (MS e US) o Na2ZrO3 apresentou resultados satisfatórios para a transesterificação do óleo de soja, tanto para a forma livre quanto suportada em PVA e ainda apresentou comportamento que favorece a reutilização deste catalisador por ciclos consecutivos. Os resultados mostraram que a catálise heterogênea é uma alternativa viável para produção de biodiesel. Além disso, a utilização do catalisador suportado pode ser uma vantagem no que se refere a recuperação do catalisador do meio reacional. A agitação em banho ultrassônico também se mostrou uma alternativa viável. / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 4834263 bytes, checksum: 9a0661df73e9955af44f0e37d15bf261 (MD5) Previous issue date: 2012-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The heterogeneous catalysis is a promising alternative to solve the environmental problems found in homogeneous catalysis, because it allows the continuous use of the catalyst until its deactivation and minimizes the generation of effluents. Thus, this work aims to synthesize, optimize and evaluate the activity of heterogeneous catalysts, using PET bottles as a starting material in the synthesis of the active phase and SiO2 as catalyst support for the transesterification reaction of soybean oil. The the catalysts were obtained by a impregnating reaction using methanol. The active phase, the catalysts and catalyst support were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared (IR), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and EDS, thermal analysis (TG) and measurement surface area (BET). The biodiesels has been synthesized using a molar ratio of 1:9 (soybean oil: methanol), 0,1 g of active phase as catalyst (room temperature) and 1,2 g of the catalysts synthesized at 75 °C, where its kinematic viscosities were measurements. All catalysts were effective in the synthesis of biodiesel because the viscosity reduction of soybean oil used was very significant, indicating that may have occurred the transesterification process, among all biodiesels synthesized the catalyst that stood out was the 30%-K2CO3/70% SiO2, which was obtained greater viscosity reduction at a lower reaction time. The quality tests were made for 1h Bio-30%, which proved be inside the parameters established by the Agência Nacional de Patróleo (ANP). The experiment reuse of the catalyst used in the synthesis of Bio-1h 30%, showed that the catalytic activity is reduced due to possible leaching phenomenon, then preliminary studies have been proposed to study the possible leaching of the active phase. / A catálise heterogênea é uma alternativa promissora para resolver os problemas ambientais encontrados na catálise homogênea, pois permite o uso continuo do catalisador até sua desativação e minimiza a geração de efluentes. Neste sentido, este trabalho visa em sintetizar, otimizar e avaliar a atividade de catalisadores heterogêneos, utilizando a garrafa PET pós-consumo como matéria prima na síntese da fase ativa e SiO2 como suporte catalítico para a reação de transesterificação com óleo de soja. Os catalisadores foram obtidos pela o método de impregnação utilizando o metanol como solvente. A fase ativa, os catalisadores e o suporte catalítico foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS, análise térmica (TG), e medida de área superficial (BET). Os biodieseis foram sintetizados utilizando uma razão molar de 1:9 (óleo de soja: metanol), 0,1 g da fase ativa como catalisador a temperatura ambiente e 1,2 g dos catalisadores sintetizados a 75 °C, onde suas viscosidades cinemáticas foram medidas. Todos os catalisadores foram efetivos na síntese do biodiesel, pois promoveu a redução de viscosidade do óleo de soja utilizado, no qual mostrou um indicativo que a reação de transesterificação ocorreu, dentre todos os biodieseis sintetizados o catalisador que mais se destacou foi o 30%-K2CO3/70%-SiO2, onde obteve-se a maior redução de viscosidade com um menor tempo reacional. Os testes de qualidade foram feitos para o Bio 1h-30%, o qual mostrou estar dentro dos parâmetros estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). O experimento de reuso do catalisador utilizado na síntese do Bio 1h-30%, mostrou que a atividade catalítica é reduzida devido ao possível fenômeno de lixiviação, então estudos preliminares foram propostos para estudar a possível lixiviação da fase ativa.