Catalisador é uma substância que altera a velocidade de uma reação. Na indústria do petróleo os catalisadores mais utilizados são os catalisadores de Fluid Catalytic Cracking (FCC) e Hidrocatalytic Cracking (HCC) cada qual utilizado em uma determinada etapa do processo. Esses catalisadores são usados para facilitar a quebra das cadeias moleculares que darão origem a uma mistura de hidrocarbonetos. Contudo, o catalisador perde progressivamente sua atividade, seja pela mudança de sua estrutura molecular original ou pela sua contaminação provenientes de outras moléculas do petróleo. A aplicação das radiações ionizantes (feixe de elétrons e raios gama) nesses catalisadores desativados foi estudada para auxiliar na extração de metais ou terras-raras de alto valor agregado. Nos ensaios realizados com os catalisadores de FCC utilizaram-se das técnicas de irradiação por 60Co e por feixe de elétrons (EB) e tiveram como estudo a extração do lantânio (La2O3), a regeneração e utilização desses catalisadores. Entretanto, o uso da radiação ionizante não contribuiu nesses processos. Já nos catalisadores de HCC foi utilizado a irradiação por feixe de elétrons e como estudo a extração do molibdênio (MoO3). Na temperatura em torno de 750°C nesses catalisadores irradiados do leito inferior obteve-se um rendimento de extração duas vezes maior em comparação aos não irradiados, ou seja de 57,65% e 26,24% respectivamente. / Catalyst is a substance that changes the rate of a reaction. In the petroleum industry the commonly catalysts are used for Fluid Catalytic Cracking (FCC) and Hidrocatalytic Cracking (HCC), which one applied in a specific stage. These catalysts are used to facilitate the molecular chains cracking which will generate a mixture of hydrocarbons. However, the catalyst gradually loses its activity, either by changing its original molecular structure or by its contamination from other petroleum molecules. The application of ionizing radiation (electron beam and gamma rays) over these spent catalysts was studied to contribute with the extraction of metals or rare-earths of high added-value. Tests carried out with FCC catalysts were used the techniques of 60Co irradiation and electron beam (EB) and had as a subject the extraction of lanthanum (La2O3), regeneration and utilization of these catalysts. However, the use of ionizing radiation has not contributed in these processes. Meanwhile with HCC catalysts the irradiation used was electron beam and had as a subject the extraction of molybdenum (MoO3). In temperature around 750°C, these irradiated catalysts of the lower region have an extraction yield twice higher compared to non-irradiated ones, in other words 57.65% and 26.24% respectively.

Para que o processo de produção de biodiesel se torne auto-sustentado, ou seja, socialmente, ecologicamente e economicamente viáveis, alguns aspectos químicos ainda precisam ser estudados e aprimorados. Dentre estes, dois são relevantes: alta eficiência no rendimento da reação e o uso de catalisadores de maneira ecologicamente responsável. Para atendê-los é necessário o uso de catalisadores eficientes, robustos, e facilmente manipuláveis com baixo impacto ao meio ambiente. Para atingir tais objetivos, foi estudado o uso de diferentes catalisadores heterogêneos e métodos analíticos para a determinação do rendimento e caracterização dos produtos formados pela reação de esterificação do ácido oléico, principal componente do óleo de soja, utilizando-se o Etanol e um catalisador heterogêneo à base de sílica, o ormosil. A reação de transesterificação do óleo de soja também foi estudada utilizando-se o Etanol e catalisadores ácidos homogêneos e heterogêneos. / For the biodiesel production process to become self-sustaining, namely, sociably, environmentally and economically viable some chemical aspects have to be studied and improved. Among all of its aspects, two of them are relevant: high efficiency on the reaction yield and the use of catalysts in an environmentally responsible way. To attend to these, the use of, robust and easily manipulated with low environmental impact efficient catalysts is necessary. In order to attain to these objectives, the use of different heterogeneous catalysts and analytical methods for the determination of the yield and characterization of the products formed by the esterification reaction of oleic acid, the main component of soy bean oil, using ethanol and a silica based heterogeneous catalyst, the ormosil, was be studied. The transesterification reaction of the soy oil was also studied, making use of ethanol and homogeneous and heterogeneous acid catalysts.

Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de platina suportados em g-alumina (g-Al2O3), óxido de zircônio (ZrO2) e em suportes mistos de óxido de zircônio e g-alumina. Os suportes bi-componente contendo (15%) ZrO2/g-Al2O3 foram preparados por dois métodos distintos: no primeiro, utilizou-se uma suspensão ácida de óxido de zircônio comercial e no segundo, óxido de zircônio precipitado a partir do acetato. Os catalisadores foram submetidos a ensaios catalíticos de reforma a vapor de etanol a fim de verificar o efeito do suporte sobre a distribuição dos produtos. As técnicas de caracterização utilizadas foram área superficial específica (B.E.T), redução a temperatura programada (RTP), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de absorção molecular na região UV-VI, que identificou a espécie [PtOxCly]s2-. A conversão do etanol e a distribuição dos produtos variaram para cada suporte testado e para os diferentes tempos de contatos (W/F) utilizados. O catalisador (1%) Pt/g-Al2O3 apresentou a melhor seletividade para a produção de hidrogênio e a menor conversão para o etanol. Os catalisadores que utilizaram o suporte bi-componente (15%) ZrO2/g-Al2O3 e ZrO2 pura apresentaram alta conversão de etanol e baixa seletividade para hidrogênio, além de alta tendência à formação de bio-produtos. / In this work catalysts of platinum supported on g-alumina (g-Al2O3), oxide of zirconium (ZrO2) and mixed oxide of zirconium and g-alumina had been prepared and characterized. The bi-component supports containing ( 15%) ZrO2/g-Al2O3 had been prepared by two different methods : in the first, an acid suspension of comercial oxide of zirconium was used and in the second, oxide of zirconium was precipitated from acetate. The catalysts were tested in ethanol steam reforming reaction to verify the effect of the support on the distribution of the products. For the characterization, the following techniques were used. Superficial specific area (B.E.T,), temperature programmed reduction (TPR.), X-ray powder diffraction (XRD) and spectroscopy of molecular absorption in the UV-vis, for identification of [PtOxCly]s 2- species. The ethanol conversion and product distribution were different for each support tested and for different time of contact (W/F) used. The catalyst (1%) Pt/g-Al2O3 presented the best selectivity for the hydrogen production and the lower conversion for ethanol. The catalysts with bi-component support (15%) ZrO2/ g-Al2O3 and pure ZrO2 presented high ethanol conversion and lower selectivity for hydrogen production with high selectivity and formation of bio-products.

Neste trabalho foram preparados materiais constituídos por Al2O3 e Nb2O5, na forma de grãos esferoidais para serem usados como suporte de catalisadores aplicados à propulsão. Os suportes foram preparados por quatro diferentes métodos: impregnação úmida do óxido de alumínio moldado por uma solução alcoólica de cloreto de nióbio (NbCl5); impregnação seca do óxido de alumínio por uma solução alcoólica de NbCl5; co-precipitação dos precursores de óxido de alumínio e óxido de nióbio; e mistura física dos precursores desses óxidos previamente autoclavados separadamente. Entre esses métodos, os suportes que apresentaram melhores características para aplicação em propulsão a monopropelente hidrazina (N2H4) foram aqueles preparados por mistura física, contendo 20% m/m de óxido de nióbio (Su20MF) e por impregnações secas sucessivas, contendo 10% m/m de óxido de nióbio (Su10IS). A adição do óxido de nióbio ao óxido de alumínio resultou em acentuado aumento da resistência mecânica à compressão, mas não causou variação significativa do número e força dos sítios ácidos de Lewis, em função dos tratamentos de calcinação efetuados a 873 K por 5 horas. Todos os suportes foram impregnados com solução de H2IrCl6 e após tratamentos de redução sob H2, obteve-se catalisadores de irídio suportados, com elevados teores metálicos, CAT-20Ir, contendo aproximadamente 20% m/m de Ir disperso na superfície do suporte Su10IS, e CAT-27Ir, contendo aproximadamente 27% m/m de Ir disperso na superfície do suporte Su20MF. Caracterizações por quimissorção de H2 e por MET/EDS mostraram que o irídio fixou-se quase que exclusivamente sobre o óxido de alumínio, gerando partículas metálicas com diâmetros médios tanto maiores quanto menores as áreas superficiais expostas desse óxido. Testes efetuados em bancada com as reações de decomposição de hidrazina e de amônia revelaram que a reação com hidrazina ocorre de forma completa em temperaturas acima de 393 K, gerando exclusivamente amônia e nitrogênio, enquanto que a decomposição da amônia inicia-se em temperaturas superiores e diferenciadas, dependendo do catalisador. Durante a reação da hidrazina, a reação de decomposição da amônia formada, produzindo hidrogênio foi acompanhada, sendo tanto menor quanto maior o diâmetro médio das partículas de irídio, sendo que a seletividade ao hidrogênio mostrou ser uma função linear do diâmetro médio, ao menos entre 24 Å e 40 Å. Esse comportamento se deve ao fato de que a decomposição da amônia é uma reação sensível à estrutura da fase ativa destes catalisadores. Já os testes efetuados em propulsores de 5 N de empuxo no Banco de Teste com Simulação de Altitude (BTSA), evidenciaram um aumento da temperatura, da pressão de câmara e também da força de empuxo, devido à menor decomposição da amônia e maiores tempos para o início da decomposição da hidrazina, efeito este relacionado ao número específico de sítios ativos presentes nas superfícies dos catalisadores. / In this work were prepared supports consisting of Al2O3 and Nb2O5, in the form of spheroidal grains by four different methods: wet impregnation of the aluminum oxide molded an alcoholic solution of niobium chloride (NbCl5); dry impregnation of aluminum oxide in an alcoholic solution of NbCl5; co-precipitation of the precursor of aluminum oxide and niobium oxide; and physical mixing of precursors of these oxides previously autoclaved separately. Among these methods, the supports that showed the best characteristics for application in propulsion monopropellant hydrazine were those prepared by physical mixture containing 20 wt % niobium oxide (Su20MF) and successive dry impregnations, containing 10 wt % niobium oxide (Su10IS).The addition of niobium oxide in aluminum oxide resulted in a significant increase in compressive strength of these selected supports, but caused no significant change in the number and strength of Lewis acid site, which was attributed to the calcination treatment carried out at 873 K by 5 hours. These supports were impregnated with H2IrCl6 solution and after reduction treatment under H2, were obtained supported iridium catalysts with high metal contents, named CAT-20Ir containing approximately 20 wt % of Ir dispersed on the support Su10IS and CAT-27Ir containing approximately 27 wt % of Ir Su20MF dispersed on the support. Characterization by chemisorption of H2 and by TEM/EDS showed that the iridium was anchored almost exclusively on aluminum oxide, generating metal particles with average diameters greater. Tests carried out in laboratory with decomposition of hydrazine and ammonia revealed that the reaction with hydrazine is completely in temperatures above 393 K, generating only ammonia and nitrogen, while the decomposition of ammonia, the reaction initiation above different temperatures depending on the catalyst. During decomposition hydrazine another accompanied reaction was the decomposition of ammonia generated, producing hydrogen. The selectivity to hydrogen showed to be a linear function of the mean diameter particle of iridium, least between 24 Å and 40 Å , these results were attributed to the fact that the decomposition of ammonia is a sensitive reaction to the structure of the active phase of these catalysts. Tests carried out at the Altitude Simulation Test Facility (BTSA/INPE) showed the following effects caused by Nb2O5 addition to iridium catalyst supports: increase of temperature, chamber pressure and thrust power, due to a smaller ammonia decomposition; and increase of time for hydrazine decomposition when there is an excessive reduction of the specific number of active sites.

O presente trabalho teve como objetivo estudar a síntese do biodiesel por transesterificação etílica de diferentes matérias-primas lipídicas empregando catalisadores heterogêneos (químico e bioquímico). Para cumprir com os objetivos propostos foram selecionadas matérias-primas lipídicas de baixo impacto no setor alimentício, entre as quais destacam-se: óleos vegetais (andiroba, babaçu, macaúba, palma e pinhão manso) e gordura residual (sebo bovino) e catalisadores de comprovada potencialidade como óxido de nióbio impregnado com sódio (químico) e a lipase de Burkholderia cepacia imobilizada em suporte híbrido sílicaalcool polivinílico (bioquímico). O trabalho foi desenvolvido em três etapas. Inicialmente, foram determinadas as propriedades físico-químicas das diferentes matérias-primas lipídicas, algumas ainda pouco exploradas, para verificar se apresentavam potencial para serem utilizadas na reação de transesterificação. Em seguida foram preparados os catalisadores propostos por protocolos já estabelecidos, sendo obtido para o catalisador químico elevado teor de sódio impregnado no óxido de nióbio (25,43 ± 0,29%) e para catalisador bioquímico elevada atividade hidrolítica (1814 ??281 U/g). Na segunda etapa, as reações de transesterificação foram conduzidas em regime de batelada em condições adequadas para cada catalisador em termos de temperatura, tempo e proporção de catalisador. Na terceira etapa, os produtos obtidos foram purificados e quantificados por cromatografia gasosa, RMN 1H, viscosimetria e análise termogravimétrica (TGA). O conjunto de dados obtidos demonstrou que a formação de ésteres etílicos a partir das diferentes matérias-primas é viável para os catalisadores testados. Ambos os catalisadores (químico e bioquímico) atuaram de forma eficiente convertendo os ácidos graxos presentes nas matérias-primas lipídicas nos ésteres etílicos correspondentes e apresentaram elevada estabilidade em bateladas consecutivas, com destaque para o catalisador bioquímico que revelou um tempo de meiavida de 290 h. Entretanto, a qualidade da matéria-prima lipídica interferiu a atuação dos catalisadores de maneira diferenciada. Enquanto, o catalisador químico foi sensível a presença de níveis elevados de acidez, como o constatado no óleo de macaúba, a atuação do catalisador bioquímico sofreu influência da presença de peróxidos indicativo de oxidação apresentada pelo óleo de andiroba. Com exceção dos óleos de macaúba e andiroba que apresentaram qualidade comprometida, todas as matérias-primas lipídicas originaram amostras de biodiesel com características adequadas para serem usadas como combustível, incluindo valores de viscosidade entre 3,9 a 6,0 (cSt) que atendem as especificações estabelecidas na ASTM 6751- 02. Apesar do desempenho similar dos catalisadores testados, a via química foi superior em termos de produtividade em relação à via bioquímica. Entretanto, essa baixa produtividade pode ser incrementada utilizando métodos não convencionais de aquecimento, como por exemplo, irradiação de micro-ondas e ultrassom. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram ainda que os catalisadores heterogêneos testados possuem potencial para substituir os sistemas homogêneos normalmente empregados na síntese do biodiesel. Essa substituição oferece vantagens, que podem propiciar um aumento considerável nas perspectivas de sustentabilidade sócio-ambiental de todo o processo de produção. / The present work aimed at studying the biodiesel synthesis by transesterification reaction from several lipidic feedstocks via ethyl route employing heterogeneous catalysts (chemical and biochemical). To attain the proposed objectives non-edible feedstock having low impact in the food segment, among which stand out: vegetable oils (andiroba, babassu, macauba, palm and Jatropha curcas) and residual fat (beef tallow) and potential catalysts as niobium oxide impregnated with sodium (chemical) and lipase from Burkholderia cepacia immobilized on silica-polyvinyl alcohol matrix (biochemical) were previously selected. The work was developed in three steps. Initially, the physico-chemical properties of the different lipidic feedstocks were investigated, some of them still little explored, to identify their potential as reactants in the transesterification reactions. Then the proposed catalysts were prepared by protocols already established, being obtained for the chemical catalyst high level of sodium impregnated in the niobium oxide (25.43 ± 0.29%) and for the biochemical catalyst high hydrolytic activity (1,814± 281 U/g). In the second step, the transesterification reactions were carried out in batch reactors under appropriated conditions for each catalyst in terms of temperature, time and catalyst proportion. In the third step, the obtained products were purified and quantified by gas chromatography, 1H NMR spectroscopy, viscosimetry and thermogravimetric analysis (TGA). The dataset obtained demonstrated that the formation of ethyl esters from the different feedstocks was feasible for the tested catalysts. Both catalysts (chemical and biochemical) were efficient in converting all fatty acids present in the lipidic feedstock into the corresponding ethyl esters and showed high stability under consecutive batch runs, with emphasis for the biochemical catalyst with a half-life time of 290 h. However, the poor quality of the feedstocks strong affected the performance of the catalysts in a different way. While the chemical catalyst was sensitive to high acidity levels, as verified in the macauba oil, the biochemical catalyst performance was influenced by the presence of peroxides indicating oxidation as showed in the andiroba oil. Except for these oils, all the other feedstocks originated biodiesel samples with appropriate characteristics to be used as fuel, including viscosity values between 3.9 to 6.0 (cSt) that are in accordance with specifications recommended by ASTM 6751-02. Even though the catalysts showed similar performances, the chemical route gave higher productivity than that attained by biochemical route. However, such lower productivity can be increased using non conventional heating systems as for instance, micro-wave irradiation and ultrasound. The results obtained in this work demonstrated that the selected heterogeneous catalysts possess potential to replace the homogeneous systems usually employed in the biodiesel synthesis. Such replacement offers advantages that can provided a considerable increase in the perspectives to attain an environmental sustainability of process as a whole.

Na atualidade, a reforma do metano é de grande interesse industrial para o aproveitamento deste gás na produção de hidrogênio e de gás de síntese. Entre as reações de reforma do metano, destacam-se as reações de reforma a vapor e a reação com dióxido de carbono.O catalisador comumente utilizado nos processos re reforma do metano é Ni/Al2O3. Porém durante este processo, ocorre uma indesejada formação de depósitos de espécies carbonáceas na superfície deste catalisador, os quais levam a sua destruição mecânica e conseqüentemente sua desativação. Por isso, uma das propriedades mais importantes de um bom catalisador para as reações de reforma do metano é a sua resistência à desativação. Entre as propostas para melhorar o desempenho do catalisador encontra-se a incorporação do óxido de céria junto ao suporte alumina.Catalisadores 5%Ni/xCeO2/Al2O3 (x = 0, 1, 5, 10, 20 e 100%) forma preparados, caracterizados e submetidos a ensaios catalíticos nas reações de reforma a vapor e com dióxido de carbono de metano com objetivo de avaliar o efeito da adição de céria ao suporte.Os suportes e os catalisadores forma obtidos pelo método de impregnação e calcinados a 500ºC. Estes compostos foram caracterizados por Fisissorção de Nitrogênio pelo método B. E. T., Espectroscopia dispersiva de raios-X (EDX), espectroscopia de na região do ultra violeta e do visível (UV-vis-NIR) e Redução à Temperatura Programada (RTP). Após todas as reações catalíticas verificou-se que a adição de céria é benéfica ao catalisador Ni/Al2O3 e entre todos os catalisadores avaliados, o melhor desempenho obtido foram dos catalisadores contendo 20% de céria em massa, seguido do catalisador contendo 10%. / Nowadays, the methane reforming is large interest industrial for the take advantage of these gas in production the hydrogen and synthesis gas (syngas). Among in the reactions of methane stand of the reactiosn steam reformig and carbon dioxide reforming of methane. The main catalysts uses in the methane reforming is Ni/Al2O3. However, the supported-nickel catalyst is susceptible to the deactivation or the destruction by coke deposition. The carbon dissolves in the nickel crystallite and its diffuses through the nickel, leading for formation of the carbon whiskers, which results in fragmentation of the catalyst. Modification of such catalysts, like incorporation of suitable promoters, is desirable to achieve reduction of the methane hydrogenolysis and/or promotion of the carbon gasification. Catalysts 5%Ni/xCeO2/Al2O3 (x = 0, 1, 5, 10, 20 e 100%) were prepared, characterized and evalueted in reactions steam and carbon dioxide refoming of methane with objetive the value effect loading oxide ceria in support. The suppots and catalysts were prepared by impregnation method and calcined at 500ºC. The supports and catalysts were characterized by X Nitrogen Adsorption by B.E.T., method -rays diffraction (XRD), , Xrays dispersive spectroscopy (XDS), to spectroscopy in the region of the ultraviolet and the visible (UV-vis NIR) to and temperature programmed reduction (TPR). After all the catalytic reactions check which the addition of cerium is beneficial for Ni/Al2O3 catalysts and the best catlysts is 5%Ni/20%CeO2/Al2O3 following 5%Ni/10%CeO2/Al2O3.

AMORA JÚNIOR, Marcelo Ramalho. Avaliação em unidade piloto da desativação de catalisadores industriais de hidrotratamento. 2015. 180 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-01-11T12:57:14Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mramorajúnior.pdf: 7866393 bytes, checksum: f52f9d2a9d2cf0f169305a7356da5660 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-09T19:10:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mramorajúnior.pdf: 7866393 bytes, checksum: f52f9d2a9d2cf0f169305a7356da5660 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T19:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mramorajúnior.pdf: 7866393 bytes, checksum: f52f9d2a9d2cf0f169305a7356da5660 (MD5) Previous issue date: 2015-12-10 / The main objective of this work is to study the residual catalyst activity and the mechanisms of deactivation of catalyst from a lube-oil hydroprocessing industrial unit. In order to accomplish this, pilot plant tests were carried out followed by spent catalysts characterization. The residual catalytic activity was determined by HDA, HDS and HDN conversions and adjusted by a power law apparent kinetic model. Pilot plant tests revealed different levels of residual activity for spent catalyst samples. Catalyst samples taken from the first and last of the five catalytic beds showed higher deactivation than others. Catalyst characterization results pointed out two mechanisms as the main reason for the catalytic deactivation through the industrial reactor: poisoning by metal deposition (mainly Si and As) and coke deposition. Poisoning was the main deactivation mechanism for the first bed spent catalyst sample, while coke deposition was predominant at the last catalytic bed sample. Reactor temperature was identified as the most important operational parameter considering coke aging. / O objetivo principal é determinar a atividade catalítica residual e as causas da desativação de amostras de catalisadores de uma unidade de HDT de lubrificantes. Foram realizadas corridas em unidade piloto, caracterização dos catalisadores e coletados dados do histórico operacional da unidade industrial. A atividade catalítica foi determinada através das conversões das reações de HDA, HDS e HDN bem como pelos parâmetros cinéticos aparentes de um modelo de lei das potências e lei de Arrhenius. Os catalisadores dos leitos principais de entrada e saída dos reatores industrial foram os mais desativados e o menos desativado o do leito intermediário sendo estabelecida a seguinte ordem de atividade catalítica residual: R1L3 (meio) > R1L2 (topo) ³ R2L2 (fundo). Os resultados de teor e características do coque, contaminantes e propriedades texturais sugerem que mecanismos distintos tenham causado a desativação desses catalisadores: deposição de metais e deposição de coque. Os mecanismos de desativação foram fortemente influenciados pelo posicionamento das amostras no interior do leito catalítico. No início do leito, a contaminação por metais (notadamente Si e As) revelou-se o principal mecanismo de desativação. Já no final do leito, a deposição de coque foi o mecanismo preponderante e a temperatura de reação identificada como a principal causa para o maior envelhecimento do coque.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O vapor dágua está presente na exaustão veicular em quantidades significativas e, nas condições de operação do catalisador automotivo, essa espécie pode promover uma série de fenômenos térmicos que podem reduzir a vida útil do sistema. Dentro desse contexto, essa dissertação tem como objetivo estudar os efeitos da desativação hidrotérmica nas propriedades físico-químicas e estruturais, e no desempenho de três catalisadores automotivos comerciais à base de Pd/Rh, designados A, C e E. Esses sistemas foram submetidos a tratamento térmico a 1000C por 12 horas, sob três tipos de correntes gasosas, com a seguinte composição: N2, 14% H2O/N2 e 18% H2O/N2. A caracterização dos catalisadores consistiu das seguintes técnicas: FRX, ICP-OES, ATG-ATD, fisissorção de N2, TPD-H2 e TPR. A partir dos resultados obtidos para as amostras envelhecidas, foram constatados vários fenômenos característicos da degradação térmica, como sinterização da alumina e do óxido misto CeO2-ZrO2, transições de fases cristalina na alumina e segregação de fases no óxido misto. A avaliação da atividade catalítica foi realizada com base na reação de redução do NO pelo CO, e nas reações de oxidação do CO e do C3H8. Para os catalisadores C e E, os envelhecimentos acarretaram em perda de atividade, e os resultados da avaliação catalítica apresentaram uma boa correlação com as propriedades texturais e a redutibilidade desses catalisadores. Em contrapartida, para o catalisador A, os tratamentos térmicos o ativaram para todas as reações. Apesar de os três sistemas terem apresentado boa atividade frente à redução do NO pelo CO, foi observada, para todas as amostras, a formação indesejável de N2O em quantidades significativas, indicando que eles foram pouco seletivos na faixa de temperatura analisada / Water vapor is present in vehicular exhaust in significant amounts and may promote a series of thermal phenomena in the operating conditions of the automotive catalyst, reducing its lifetime. Thus, this dissertation aims to study the effects of hydrothermal deactivation in physicochemical and structural properties, and in catalytic performance of three Pd/Rh-based commercial automotive catalysts nominated A, C and E. These systems were subjected to heat treatment at 1000 C for 12 hours under three types of gas streams with the following composition: N2, 14% H2O/N2 and 18% H2O/N2. The catalysts characterization consisted of the following techniques: XRF, ICP-OES, TGA-DTA, N2 physisorption, TPD-H2 and TPR. The results obtained for the aged samples showed various phenomena characteristic of thermal degradation like sintering of alumina and CeO2-ZrO2 mixed oxide, alumina phase transitions and mixed oxide demixing. The evaluation of the catalytic activity was based on the reduction of NO by CO and the oxidation of CO and C3H8. For catalysts C and E, the aging process resulted in loss of activity, and results of the catalytic evaluation showed a good correlation with the textural properties and reducibility of these catalysts. On the other hand, the heat treatments activated catalyst A for all reactions. Although the three systems showed good activity in the reduction of NO by CO, the undesirable formation of N2O in significant amounts was observed for all samples, indicating that they lacked selectivity in the examined temperature range

No processo de hidrocraqueamento para a produção de lubrificantes ocorre a formação de uma corrente rica em compostos parafínicos que possuem alto ponto de fluidez, apesar dos mesmos apresentarem excelentes desempenhos em termos de estabilidade térmica e oxidativa. A transformação das n-parafinas obtidas nestas correntes em isoparafinas e compostos naftênicos, os quais possuem menores pontos de fluidez, se faz necessária a fim de enquadrar esta propriedade. Uma das rotas catalíticas mais importantes neste sentido é a hidroisodesparafinação ou HIDW (hydroisodewaxing) que consiste na conversão de n-parafinas nas respectivas isoparafinas, onde são empregados catalisadores bifuncionais zeolíticos com a ocorrência de seletividade de forma. No caso dos catalisadores industriais, se faz necessária a dispersão da fase metálica e da zeólita em uma matriz amorfa para viabilizar sua conformação e melhorar a resistência mecânica do catalisador final. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi preparar e analisar o desempenho de uma série de catalisadores à base de zeólita beta inseridos numa matriz de alumina, variando-se o teor de zeólita e o tipo de precursor de Pt utilizado. Os catalisadores foram avaliados na reação de hidroisomerização de um composto modelo, no caso, n-hexadecano. Os testes realizados para avaliação da atividade e seletividade foram conduzidos em um reator de fluxo contínuo em alta pressão e fase líquida em unidade de laboratório. Os catalisadores foram testados em condições operacionais que proporcionassem uma ampla faixa de conversões do n-C16. Verificou-se que as atividades dos catalisadores foram proporcionais ao teor de zeólita no catalisador, indicando que a função ácida, neste catalisador bifuncional, é a etapa limitante do processo. Quanto à natureza do precursor de Pt, o catalisador preparado com ácido cloroplatínico foi sensivelmente mais ativo que os preparados com o complexo aminplatina. No entanto, para todos os catalisadores, a distribuição de produtos em função da conversão foi similar, independente do teor de zeólita e da natureza do precursor de platina. Foi também determinado o ponto de fluidez de uma série de produtos de reação, obtendo-se valores entre 17,5 C (n-hexadecano) e - 41 C (produto com 98% de conversão). Obteve-se uma boa correlação entre o ponto de fluidez e a composição dos produtos, considerando-se a presença de isômeros mono, di e tri-substituídos e compostos de menor peso molecular que C16 / The residual oil of hydrocracking process is a useful stream for the production of lubricants. This product is rich in paraffinic compounds which have a high pour point despite having the excellent performances in terms of thermal and oxidation stability. The conversion of the heavy n-paraffins or long alkyl chains into isoparaffins and naphthenic compounds, which have lower pour points, is necessary in order to lower the pour point to adequate values for lubricants formulation. One of the most important catalytic routes in this direction is hydroisodewaxing or HIDW, which consists in the conversion of n-paraffins in the respective isoparaffins with minimum formation of cracked products. For this objective, zeolitic bifunctional catalysts are employed, using zeolites presenting shape selectivity properties in order to avoid n-paraffin cracking. In the case of industrial catalysts, it is necessary to disperse the metallic phase and the zeolite in an amorphous matrix for obtaining adequate shape and mechanical strength. In this work, we studied the performance of a series of catalysts prepared with beta zeolite embedded in a alumina based matrix and varying the content of zeolite and the type of platinum precursor. The catalyst performance was evaluated in the hydroisomerization of a model compound, in this case, n-hexadecane, using a continuous flow reactor at high pressure and liquid phase in laboratory unit. Operating conditions were selected in order to provide a broad range of n-C16 conversions. Catalyst activities were proportional to the zeolite content in the support indicating that the acid function is the limiting one in these catalysts. Moreover,a catalyst prepared with chloroplatinic acid was more active than the one prepared with amine-platinum complex, for the same zeolite content. In despite of the different conversions, all catalysts presented similar isomerized and cracked product distributions as function of the overall n-C16 conversion. Pour points of a series of reaction products were measured and values between 17.5 C (n-hexadecane) and -41 C (98 % conversion) were obtained. A good correlation with pour point and product composition was obtained, taking in account the concentrations of mono, di and tri-branched isoparaffins and cracked products

Submitted by MARIA BEATRIZ ALVES AFONSO null (mbaafonso@hotmail.com) on 2017-06-12T21:05:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ Maria Beatriz Alves Afonso.pdf: 2111821 bytes, checksum: 42668991264b1d02752d3be1fc9cc953 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-13T17:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 afonso_mba_me_sjrp.pdf: 2111821 bytes, checksum: 42668991264b1d02752d3be1fc9cc953 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T17:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 afonso_mba_me_sjrp.pdf: 2111821 bytes, checksum: 42668991264b1d02752d3be1fc9cc953 (MD5) Previous issue date: 2017-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A investigação de sistemas catalíticos duais capazes de mediar as reações de polimerização por abertura de anel via metátese (ROMP) e de polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) simultaneamente é de grande interesse e importância na obtenção de novos materiais com potencial de aplicação. Neste estudo, novos complexos de rutênio(II) coordenados a diferentes bases de Schiff derivadas de cicloalquilaminas (ciclopentil 1a, cicloexil 1b, cicloheptil 1c e ciclooctil 1d) foram sintetizados: [RuCl(CyPen-Salen)(PPh3)2] 2a, [RuCl(CyHex-Salen)(PPh3)2] 2b, [RuCl(CyHep-Salen)(PPh3)2] 2c e [RuCl(CyOct-Salen)(PPh3)2] 2d. As bases de Schiff e seus respectivos complexos de rutênio foram caracterizados por FTIR, UV-Vis, RMN e voltametria cíclica. Os complexos planejados foram avaliados como precursores catalíticos em reações de ROMP de norborneno (NBE) e em reações de ATRP de metacrilato de metila (MMA). As sínteses de polinorborneno (poliNBE) via ROMP com os complexos 2a-d como pré-catalisadores foram avaliadas sob diferentes condições de reação ([HCl]/[Ru], [EDA]/[Ru], [NBE]/[Ru] e temperatura). Os melhores rendimentos de poliNBE foram obtidos a 50 °C com razão molar [NBE]/[HCl]/[Ru] = 5000/25/1 na presença de 5 µL de EDA por 60 minutos. A polimerização de MMA via ATRP foi conduzida usando os complexos 2a-d na presença de etil-α-bromoisobutirato (EBiB) como iniciador. Os testes catalíticos foram avaliados em função do tempo de reação usando a razão molar [MMA]/[EBiB]/[Ru] = 1000/2/1. Todos os experimentos via ATRP foram conduzidos à 85 °C. A correlação linear do ln([MMA]0/[MMA]) em função do tempo na ATRP de MMA mediada pelos complexos 2a-d indica que a concentração de radicais permanece constante durante a polimerização. As massas moleculares aumentaram linearmente com a conversão com a diminuição dos valores de IPD, no entanto, as massas moleculares experimentais foram maiores do que as massas moleculares teóricas. / The investigation of dual catalytic systems able to mediate simultaneously ring-opening metathesis polymerization (ROMP) and atom-transfer radical polymerization (ATRP) reactions is of great interest and importance in obtaining new materials with potential for application. In the study, ruthenium(II) complexes of Schiff base derived from cycloalkylamines (cycloalkyl = cyclopentyl 1a, cyclohexyl 1b, cycloheptyl 1c and cyclooctyl) 1d were synthesized: [RuCl(CyPen-Salen)(PPh3)2] 2a, [RuCl(CyHex-Salen)(PPh3)2] 2b, [RuCl(CyHep-Salen)(PPh3)2] 2c and [RuCl(CyOct-Salen)(PPh3)2] 2d. The Schiff bases 1a-d and their respective RuII complexes 2a-d were characterized by FTIR, UV-Vis, NMR, and cyclic voltammetry. The complexes 2a-d were evaluated as catalytic precursors for ROMP of norbornene (NBE) and for ATRP of methyl methacrylate (MMA). The syntheses of polynorbornene (polyNBE) via ROMP with complexes 2a-d as pre-catalysts were evaluated under different reaction conditions ([HCl]/[Ru], [EDA]/[Ru], [NBE]/[Ru], and temperature). The highest yields of polyNBE were obtained with [NBE]/[HCl]/[Ru] = 5000/25/1 molar ratio in the presence of 5 µL of EDA for 60 minutes at 50 °C. MMA polymerization via ATRP was conducted using the complexes 2a-d in the presence of ethyl-α-bromoisobutyrate (EBiB) as initiator. The catalytic tests were evaluated as a function of the reaction time using the initial molar ratio of [MMA]/[EBiB]/[Ru] = 1000/2/1 at 85 °C. The linear correlation of ln([MMA]0/[MMA]) and time clearly indicates that the concentration of radicals remains constant during the polymerization and that the ATRP of MMA mediated by 2a-d proceeds in a controlled manner. Molecular weights increased linearly with conversion, however, the experimental molecular weights were higher than the theoretical ones.