Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aquino_ArisleteDantasde_D.pdf: 3341994 bytes, checksum: 353efd2aac5be32cd9b49533d5e22a42 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A síntese de álcoois superiores, a partir da hidrogenação do CO sobre metais de transição, é atualmente uma alternativa para a produção de compostos químicos básicos e combustíveis renováveis menos poluentes. Este trabalho tem por objetivo estudar a influência dos diferentes alcalinos (Li, Na, K e Cs), sobre a formação das fases ativas de catalisadores mássicos à base de cobalto e/ou cobre, bem como verificar o desempenho destes sólidos na reação de hidrogenação do CO sob pressão de 50 bar. Os sólidos foram preparados a partir da coprecipitação contínua de carbonato de sódio com as soluções dos nitratos dos metais (AI-C o, AI-Cu e/ou AI-Co-Cu) promovidos com os alcalinos por impregnação a seco. Estudos de caracterização por Espectrofotometria de Absorção Atômica, BET, ESCA, além de resultados dos testes catalíticos revelam a obtenção de um catalisador com propriedades fisico-químicas semelhantes às do catalisador industrial de referência (IFP). Conforme verificado por BET a adição dos alcalinos Li, Na e K, não conduziu a variações significativas nas áreas superficiais, enquanto que a adição de césio leva a uma diminuição acentuada das mesmas. Os resultados de DRX dos precursores hidratados AI-Co, AI-Cu e AI-Co-Cu revelam a existência de uma fase do tipo hidrotalcita a qual por calcinação a 450°C transforma-se nas fases C03O4, COAI2O4, CuO e CuAl204, além de uma fase mista CUO-C03O4 para o precursor AI-Co-Cu. Os perfis de TPR mostram que a adição dos alcalinos aos sólidos facilita a sua redução, sendo este efeito mais intenso para o lítio e o sódio. Os resultados dos testes catalíticos evidenciam que o sólido Al-Co produz essencialmente metano e quando alcalinizado com lítio e césio produz além de metano, alcenos e álcoois, respectivamente. O sólido AI-Cu produz apenas metanol e com a adição de lítio e césio, observa-se um aumento considerável na produção de metanol, de forma mais acentuada para o césio. Para o sólido Al-Co-Cu observa-se a produção de alcanos, alcenos, metanol e álcoois superiores e quando alcalinizados, estes sólidos evidenciam uma ação diversificada e complexa dos alcalinos com uma tendência para a síntese de álcoois superiores seguindo a ordem: Li > Na ¿ K > Cs / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arruda_AlexandreDenes_M.pdf: 2216305 bytes, checksum: e623780dfb8b7fb7a60ebe6198f53f90 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho foram estudadas a preparação e a Caracterização de catalisadores mássicos modelo à base de cobalto (sistemas Al-Co-Cu + alcalino), com vistas ao desenvolvimento de estudos sobre a síntese direta de álcoois superiores a partir da reação de hidrogenação do monóxido de carbono. Para tanto, foram utilizados catalisadores modelo industriais (sistemas Al-Co, Al-CU e Al-Co-Cu com teores variáveis de promotores eu e Na), no intuito específico de se avaliar a utilidade da técnica de análise termogravimetrica (TGA) para o estudo da redução das fases óxidas presentes nos precursores (etapa de ativação). Além disso, com a finalidade de estabelecer uma metodologia para a preparação de sistemas mássicos Al-Co-cu, um catalisador modelo foi preparado via coprecipitação contínua, em condições controladas e pré-estabelecidas com base em patentes industriais. Os resultados experimentais obtidos com os sistemas industriais demonstram que os perfis de redução gravimé1ricos permitem observar, com maior clareza de detalhes, todos os eventos presentes nos perfis clássicos de TPR (método frontal), trazendo novas informações quanto aos efeitos dos promotores sobre a redução das fases óxidas. Por sua vez, a caracterização do catalisador preparado revela a obtenção de um sólido com propriedades fisico-quimicas muito semelhantes às de um sólido industrial de referência, sugerindo que as condições adotadas para a preparação conduzem a um catalisador produtivo na reação de síntese de álcoois superiores / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobalto suportados em y-Al2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 e em soluções sólidas CexZr1-xO2 (0<= x<=1), pelo método de impregnação, com o objetivo de avaliar o desempenho destes frente à reforma a vapor e oxidativa do etanol. Na preparação dos catalisadores utilizou-se o teor de 20% em massa de cobalto, para os suportes y-Al2O3, CeO2 e 20%CeO2-y-Al2O3, e 10% para os suportes CexZr1-xO2. Para a caracterização dos sólidos, as técnicas utilizadas foram: Espectroscopia Dispersiva de Raios-X (EDX), Redução a Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Difração de Raios-X pelo método do pó (DRX), Adsorção de Nitrogênio pelo método B.E.T. e Espectroscopia na região do Ultravioleta e do Visível. As reações de reforma a vapor de etanol foram realizadas nas temperaturas de 400, 500 e 600oC com razões molares H2O/Etanol= 3/1 e 4/1. Já, os ensaios catalíticos de reforma oxidativa foram realizados a 500oC com razões molares H2O/Etanol/O2= 3/1/0,16 e 3/1/0,20. Através dos resultados de DRX e RTP-H2 verificou-se a formação da fase Co3O4 para todos os catalisadores. Para os catalisadores suportados em y-Al2O3 e 20%CeO2-y Al2O3 observou-se ainda a formação da fase CoO-Al2O3. Nos ensaios catalíticos de reforma a vapor do etanol foi verificado que as mais altas conversões do etanol em produtos e maiores seletividades a hidrogênio foram obtidas a 600oC e razão H2O/Etanol=3/1. A maior razão CO2/CO foi obtida a 500oC com o catalisador Co/Ce0,4Zr0,6O2. Observou-se também que a adição de oxigênio ocasionou uma diminuição na deposição de carbono. / Cobalt supported in yAl2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 and CexZr1-xO2 (0<= x <= 1) solid solution, were prepared by impregnation and applied in steam and oxidative reforming of ethanol. In the preparation of the catalysts was used 20wt.% of cobalt with yAl2O3, CeO2 and 20%CeO2-yAl2O3 supports and 10wt.% with CexZr1-xO2 supports. The solids were characterized by X-Ray Dispersive Spectroscopy; Temperature Programmed of Reduction with H2 (TPR- H2); X-Ray Diffraction (XRD); Nitrogen Adsorption by B.E.T. method; Ultraviolet and Visible Spectroscopy. The ethanol steam reforming was carried out at 400, 500 and 600oC with molar rates H2O/Ethanol= 3/1 and 4/1. The ethanol oxidative reforming was carried out at 500 °C with molar rates H2O/Ethanol/O2 = 3/1/0.16 e 3/1/0.20. XRD and TPR-H2 results showed the formation of Co3O4 phase for all catalysts. For the catalysts supported in y-Al2O3 and 20%CeO2-y-Al2O3 was still observed the formation of the CoO-Al2O3 phase. In the ethanol steam reforming the higher conversion was obtained at 600°C and the best H2 selectivity was observed with the H2O/Etanol=3/1 molar ratio. The higher CO2/CO ratio was observed at 500oC with Co/Ce0,4Zr0,6O2 catalyst. Already, the addition of oxygen caused a decrease in the carbon deposition.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-03-07T18:06:42Z No. of bitstreams: 1 Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-09T19:04:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T19:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia, W. P. O. (2015).pdf: 2259704 bytes, checksum: caf28a99ea6d0c5614569265bbceb42f (MD5) / CNPq / Durante a produção de biodiesel, são obtidos cerca de 10% em peso de glicerol, exigindo novas aplicações para este produto, a fim de evitar o seu acúmulo. Um uso promissor do glicerol é como matéria-prima na manufatura de produtos de alto valor comercial, como o hidrogénio, através da reforma a vapor do glicerol. Com o objetivo de desenvolver catalisadores mais efcientes para essa reação foram estudados, neste trabalho, catalisadores de níquel e/ou cobalto suportados em óxido de lantânio. Foram utilizados dois métodos de preparação: (i) coimpregnação e (ii) impregnações sucessivas, para obter catalisadores com níquel (10,5; 7,5 e 4,5%) e cobalto (4,5; 7,5 e 10,5) suportado em óxido de lantânio. Foram, também, obtidos catalisadores monometálicos para efeitos de comparação. As amostras foram caracterizadas por fluorescência de raios X, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medidas de área superficial specífica, redução à temperatura programada e avaliação dos sítios metálicos e ácidos por desidrogenação do cicloexano (reação modelo). Os catalisadores foram avaliados na reforma a vapor do glicerol, conduzida a 1 atm e 600 ° C, com amostras previamente reduzidas, utilizando uma razão molar vapor/glicerol de 9, durante 5 h. Foram obtidos sólidos constituídos por óxidos mistos de níquel e lantânio (LaNiO3), de lantânio e cobalto (LaCoO3) e/ou óxido de lantânio (La2O3) e ou óxido de níquel (NiO) ou óxido de cobalto (Co3O4). De modo geral, o tamanho médio dos cristais, calculado pela equação de Scherrer, foi menor nos sólidos obtidos por impregnações sucessivas. Verificou-se que a adição de cobalto por coimpregnação no catalisador de níquel facilitou a redução de níquel. Além disso, a redução do níquel foi dificultada, quando o cobalto foi adicionado catalisador de níquel, por impregnações sucessivas. As áreas superficiais específicas dos catalisadores também foram alteradas pelo método de preparação dos catalisadores. Quando foi utilizado o método de impregnações sucessivas, foram obtidos sólidos com os valores mais elevados, em comparação com aqueles preparados por coimpregnação. Os catalisadores mostraram quantidades diferentes de átomos expostos na superfície, dependendo do método de incorporação de cobalto nos sólidos. O catalisador monometálico de níquel apresentou a maior quantidade de átomos metálicos expostos na superfície, seguida por aqueles preparados por coimpregnação e por impregnações sucessivas, sendo o catalisador monometálico de cobalto aquele que mostrou a menor quantidade. Em todos os catalisadores, não houve sítios ácidos suficientes para promover as reações de isomerização, indicando um baixo potencial de formação de coque. Foi observado que o efeito do método de preparação sobre a atividade dos catalisadores depende da composição dos sólidos. O método de impregnações sucessivas produziu o catalisador mais ativo quando se usou 10,5 e 7,5% de níquel, enquanto a coimpregnação conduziu ao catalisador mais ativo, quando se empregou 4,5% de níquel e 10,5% de cobalto. Os catalisadores preparados por impregnações sucessivas levaram a razões molares hidrogênio/monóxido de carbono (H2/CO) mais elevadas do que aquelas obtidos por coimpregnação. O método de impregnações sucessivas também produziu os catalisadores mais ativos e seletivos a hidrogénio e, portanto, é o meio mais adequado para adicionar cobalto a catalisadores de níquel. Entre as amostras estudadas, o catalisador de níquel (4,5%) e cobalto (10,5%) suportado em óxido de lantânio, preparado por impregnações sucessivas, foi o mais ativo e seletivo a hidrogénio, sendo o mais promissor para a reforma a vapor de glicero / During biodiesel production, about 10% by weight of glycerol are obtained, demanding for new applications for this product, in order to avoid its accumulation. A promising use of glycerol is as raw material for the manufactory of high value products, such as hydrogen, by the steam reforming of glycerol. Aiming to develop improved catalysts for this reaction, lanthana-supported nickel and/or cobalt catalysts were studied in this work. Two preparation methods were used: (i) coimpregnation and (ii) successive impregnations to obtain catalysts with nickel (10.5; 7.5 and 4.5%) and cobalt (4.5; 7.5 and 10.5) supported on lanthana. Monometallic catalysts were also prepared for comparison. Samples were characterized by X-ray fluorescence, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, specific surface area measurements, temperature programmed reduction and metallic and acidic sites evaluation by cicloexane dehydrogenation (model reaction). The catalysts were evaluated in glycerol steam reforming, performed at 1 atm and 600 °C, on samples previously reduced, using a steam to glycerol molar ratio of 9, for 5 h. Solids made of mixed oxides of lanthanum and nickel (LaNiO3), lanthanum and cobalt (LaCoO3) and/or lanthanum oxide (La2O3) and/or nickel oxide (NiO) or cobalt oxide (Co3O4) were obtained. As a whole, the average size of the crystals, calculated by Scherrer equation, was lower for the solids obtained by successive impregnations. It was found that cobalt addition by coimpregnation to nickel catalyst facilitated nickel reduction. Moreover, the reduction of nickel was hampered when cobalt was added by successive impregnations to nickel catalyst. The specific surface areas the catalysts also changed with the preparation method of the catalysts. When the successive impregnation method was used, solids with higher values were obtained as compared to those prepared by coimpregnation. The catalysts have shown different amounts of atoms exposed on the surface, depending on the method of cobalt incorporation on solids. The monometallic nickel catalyst has the largest amount of metal atoms exposed on the surface, followed by those prepared by coimpregnation and by successive impregnations, the monometallic cobalt-based one showing the least amount. For all catalysts, there was not enough acidic sites to promote isomerization reactions indicating a low potential for coke formation. It was observed that the effect of the preparation method on the activity of the catalysts depends on the composition of the solids. Successive impregnations produced the most active catalyst with 10.5 and 7.5% of nickel, while coimpregnation led to the most active catalyst with 4.5% nickel and 10.5% of cobalt. The catalysts prepared by successive impregnations led to hydrogen to carbon monoxide molar ratios (H2/CO) higher than those obtained by coimpregnation. The successive impregnations method also produced more active and selective catalysts to hydrogen and thus is the most suitable way for adding cobalt to nickel catalysts. Among the samples studied, lanthana- supported nickel (4.5%) and cobalt (10.5%) prepared by successive impregnations was the most active and selective to hydrogen catalyst, being the most promising for glycerol steam reforming.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-23Bitstream added on 2014-12-02T11:21:20Z : No. of bitstreams: 1 000796555.pdf: 3093821 bytes, checksum: 2d306bdb812b5aba2e602ba6070d07ec (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a síntese e a caracterização de pós de aluminato de cobalto, com estrutura espinélio, avaliando a evolução da microestrutura, dos parâmetros cristalográficos, das ligações químicas, das propriedades eletrônicas e das cores apresentadas pelos materiais em função da temperatura de calcinação dos pós. A influência da diminuição de íons Al+3 nas propriedades do sistema também foi investigada. Ainda, analisou-se o potencial catalítico dos aluminatos preparados na síntese de biodiesel e o potencial fotocatalítico do CoAl2O4, e do CoAl2O4 na presença de carbono ativado, CoAl2O4/CA, na degradação do corante azul de metileno. Pós de aluminato de cobalto estequiométrico, CoAl2O4, e com estequiometrias CoAl1,875O4- e CoAl1,875O4-, foram preparados pelo método poliol modificado e calcinados em diferentes temperaturas. Os pós foram caracterizados por medidas de análises térmicas (TG/DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman e espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Visível. Os resultados mostraram uma forte influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos pós sintetizados, sendo que o aluminato de cobalto é formado, em maior quantidade, a 1000 °C. Por outro lado, a diminuição da quantidade de íons Al+3 dificulta a formação dessa fase. Os espectros de absorção na região do infravermelho e de espalhamento Raman dos pós apresentaram bandas abaixo de 800 cm-1 relacionadas às vibrações das ligações Co–O e Al–O. Através dos refinamentos da estrutura pelo método de Rietveld verificou-se um pequeno grau de inversão da estrutura espinélio, confirmado também a partir das análises espectroscópicas. Os valores de energia de band gap estimados, usando a equação de Kubelka-Munk, e o método gráfico de Tauc estão ... / This work describes the synthesis and characterization of cobalt aluminate powder with spinel structure, evaluating the evolution of the microstructure, crystallographic parameters, chemical bonds, electronic properties and of colors presented by materials as a function of the calcination temperature of powders. The influence of decrease of Al+3 ions in the system properties was also investigated. It was analyzed the catalytic potential of the aluminates for the synthesis of biodiesel. Also, it was analyzed the photocatalytic potential of the CoAl2O4, as well as of the CoAl2O4 in the presence of activated carbon (CoAl2O4/CA) in the degradation of methylene blue dye. Powders of stoichiometric cobalt aluminate, CoAl2O4, and non-stoichiometric, CoAl1,875O4- and CoAl1,75O4-, were prepared by modified polyol method and calcined at different temperatures. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy and Diffuse Reflectance spectroscopy in the UV-Visible region. The results showed a strong influence of the temperature of calcination over the properties of the powders. The cobalt aluminate is formed in larger quantities at 1000 °C. On the other hand, the decreasing of the amount of Al+3 ions difficults the formation of this phase. Infrared and Raman spectra of the powders showed bands below 800 cm-1 related to the vibrations of Co–O and Al–O bonds. From Rietveld structural refinement was found a small degree of spinel inversion structure also confirmed by spectroscopic analyzes. The values of band gap energy derived using Kubelka-Munk equation and Tauc graphic method are between 1.5-1.9 eV. The infrared spectra of the products of the catalytic reaction for biodiesel production showed slight modifications compared to the spectrum of the oil used as reagent, which may be indicative of the formation of biodiesel. The greater efficiency ...

Orientador: Silvania Lanfredi / Banca: Sérgio Antônio Marques de Lima / Banca: Patricia Alexandra Antunes / Resumo: O presente trabalho descreve a síntese e a caracterização de pós de aluminato de cobalto, com estrutura espinélio, avaliando a evolução da microestrutura, dos parâmetros cristalográficos, das ligações químicas, das propriedades eletrônicas e das cores apresentadas pelos materiais em função da temperatura de calcinação dos pós. A influência da diminuição de íons Al+3 nas propriedades do sistema também foi investigada. Ainda, analisou-se o potencial catalítico dos aluminatos preparados na síntese de biodiesel e o potencial fotocatalítico do CoAl2O4, e do CoAl2O4 na presença de carbono ativado, CoAl2O4/CA, na degradação do corante azul de metileno. Pós de aluminato de cobalto estequiométrico, CoAl2O4, e com estequiometrias CoAl1,875O4- e CoAl1,875O4-, foram preparados pelo método poliol modificado e calcinados em diferentes temperaturas. Os pós foram caracterizados por medidas de análises térmicas (TG/DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman e espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Visível. Os resultados mostraram uma forte influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos pós sintetizados, sendo que o aluminato de cobalto é formado, em maior quantidade, a 1000 °C. Por outro lado, a diminuição da quantidade de íons Al+3 dificulta a formação dessa fase. Os espectros de absorção na região do infravermelho e de espalhamento Raman dos pós apresentaram bandas abaixo de 800 cm-1 relacionadas às vibrações das ligações Co-O e Al-O. Através dos refinamentos da estrutura pelo método de Rietveld verificou-se um pequeno grau de inversão da estrutura espinélio, confirmado também a partir das análises espectroscópicas. Os valores de energia de band gap estimados, usando a equação de Kubelka-Munk, e o método gráfico de Tauc estão ... / Abstract: This work describes the synthesis and characterization of cobalt aluminate powder with spinel structure, evaluating the evolution of the microstructure, crystallographic parameters, chemical bonds, electronic properties and of colors presented by materials as a function of the calcination temperature of powders. The influence of decrease of Al+3 ions in the system properties was also investigated. It was analyzed the catalytic potential of the aluminates for the synthesis of biodiesel. Also, it was analyzed the photocatalytic potential of the CoAl2O4, as well as of the CoAl2O4 in the presence of activated carbon (CoAl2O4/CA) in the degradation of methylene blue dye. Powders of stoichiometric cobalt aluminate, CoAl2O4, and non-stoichiometric, CoAl1,875O4- and CoAl1,75O4-, were prepared by modified polyol method and calcined at different temperatures. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy and Diffuse Reflectance spectroscopy in the UV-Visible region. The results showed a strong influence of the temperature of calcination over the properties of the powders. The cobalt aluminate is formed in larger quantities at 1000 °C. On the other hand, the decreasing of the amount of Al+3 ions difficults the formation of this phase. Infrared and Raman spectra of the powders showed bands below 800 cm-1 related to the vibrations of Co-O and Al-O bonds. From Rietveld structural refinement was found a small degree of spinel inversion structure also confirmed by spectroscopic analyzes. The values of band gap energy derived using Kubelka-Munk equation and Tauc graphic method are between 1.5-1.9 eV. The infrared spectra of the products of the catalytic reaction for biodiesel production showed slight modifications compared to the spectrum of the oil used as reagent, which may be indicative of the formation of biodiesel. The greater efficiency ... / Mestre

Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobalto suportados em y-Al2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 e em soluções sólidas CexZr1-xO2 (0<= x<=1), pelo método de impregnação, com o objetivo de avaliar o desempenho destes frente à reforma a vapor e oxidativa do etanol. Na preparação dos catalisadores utilizou-se o teor de 20% em massa de cobalto, para os suportes y-Al2O3, CeO2 e 20%CeO2-y-Al2O3, e 10% para os suportes CexZr1-xO2. Para a caracterização dos sólidos, as técnicas utilizadas foram: Espectroscopia Dispersiva de Raios-X (EDX), Redução a Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Difração de Raios-X pelo método do pó (DRX), Adsorção de Nitrogênio pelo método B.E.T. e Espectroscopia na região do Ultravioleta e do Visível. As reações de reforma a vapor de etanol foram realizadas nas temperaturas de 400, 500 e 600oC com razões molares H2O/Etanol= 3/1 e 4/1. Já, os ensaios catalíticos de reforma oxidativa foram realizados a 500oC com razões molares H2O/Etanol/O2= 3/1/0,16 e 3/1/0,20. Através dos resultados de DRX e RTP-H2 verificou-se a formação da fase Co3O4 para todos os catalisadores. Para os catalisadores suportados em y-Al2O3 e 20%CeO2-y Al2O3 observou-se ainda a formação da fase CoO-Al2O3. Nos ensaios catalíticos de reforma a vapor do etanol foi verificado que as mais altas conversões do etanol em produtos e maiores seletividades a hidrogênio foram obtidas a 600oC e razão H2O/Etanol=3/1. A maior razão CO2/CO foi obtida a 500oC com o catalisador Co/Ce0,4Zr0,6O2. Observou-se também que a adição de oxigênio ocasionou uma diminuição na deposição de carbono. / Cobalt supported in yAl2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 and CexZr1-xO2 (0<= x <= 1) solid solution, were prepared by impregnation and applied in steam and oxidative reforming of ethanol. In the preparation of the catalysts was used 20wt.% of cobalt with yAl2O3, CeO2 and 20%CeO2-yAl2O3 supports and 10wt.% with CexZr1-xO2 supports. The solids were characterized by X-Ray Dispersive Spectroscopy; Temperature Programmed of Reduction with H2 (TPR- H2); X-Ray Diffraction (XRD); Nitrogen Adsorption by B.E.T. method; Ultraviolet and Visible Spectroscopy. The ethanol steam reforming was carried out at 400, 500 and 600oC with molar rates H2O/Ethanol= 3/1 and 4/1. The ethanol oxidative reforming was carried out at 500 °C with molar rates H2O/Ethanol/O2 = 3/1/0.16 e 3/1/0.20. XRD and TPR-H2 results showed the formation of Co3O4 phase for all catalysts. For the catalysts supported in y-Al2O3 and 20%CeO2-y-Al2O3 was still observed the formation of the CoO-Al2O3 phase. In the ethanol steam reforming the higher conversion was obtained at 600°C and the best H2 selectivity was observed with the H2O/Etanol=3/1 molar ratio. The higher CO2/CO ratio was observed at 500oC with Co/Ce0,4Zr0,6O2 catalyst. Already, the addition of oxygen caused a decrease in the carbon deposition.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T19:48:20Z No. of bitstreams: 1 JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T19:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5) Previous issue date: 2015 / Capes / Este trabalho teve como objetivo, desenvolver peneiras moleculares utilizando fontes de sílica convencional (TEOS) e alternativa (cinza da casca de arroz), utilizá-las como suportes para catalisadores de Cobalto destinados à síntese de FischerTropsch, e também, investigar o efeito da introdução de rutênio como promotor na reação acima mencionada. Preparou-se a SBA-15 a partir de um gel com composição molar: 1.0 FONTE DE SÍLICA: 0.017 P123: 5.7 HCl: 193 H2O. Os catalisadores foram preparados pelo processo de impregnação úmida utilizando solução de 0,1 M de (Co(NO3)2.6H2O). Na sequência, foi incorporado o promotor rutênio usando solução aquosa de 0,1M de Cloreto de Rutênio (RuCl3xH2O). As amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, TG/ATD, MEV, MET, RTP e adsorção física de N2. A reação de Fischer-Tropsch foi conduzida em reator leito de lama durante 6 horas de reação a 240oC e pressão de 20 bar, utilizando uma relação molar H2/CO = 1. A obtenção da SBA-15 utilizando fontes de sílica convencional e alternativa pôde ser confirmada pelos difratogramas, com destaque para a SBA-15 obtida com a fonte alternativa cinzas da casca de arroz, resíduo agrícola produzido em longa escala e que praticamente não tem aplicação comercial. Os difratogramas dos catalisadores na faixa angular de 0-8º mostraram que após a impregnação dos metais e calcinação, não ocorreram modificações na estrutura hexagonal dos materiais mesoporosos, observando-se os picos principais da fase do SBA-15. As análises de adsorção física de N2 das peneiras moleculares SBA-15 (CCA) e SBA15 (TEOS), mostram isotermas com perfil do tipo IV e histerese H1, características de materiais mesoporosos. As análises térmicas das peneiras moleculares SBA-15 (TEOS) e SBA-15 (CCA) indicaram a eliminação do direcionador (Pluronic) no processo de calcinação. As áreas superficiais específicas dos catalisadores diminuem e o volume de poro varia, devido ao bloqueio parcial dos poros pelo cobalto e pelo promotor rutênio, mas a estrutura da peneira molecular SBA-15 não é alterada. Os perfis de RTP dos catalisadores das séries Co/SBA-15 e Ru/Co/SBA-15 permitiram verificar a presença de picos distintos que pode ser causado pela redução dos óxidos de cobalto. A MET mostrou espécies de cobalto na forma esférica com tamanho de 20 nm, e após a co-impregnação com rutênio, houve uma melhor dispersão dessas espécies de cobalto resultando em partículas menores com tamanho médio de 10 nm. Os resultados obtidos a partir da síntese de FischerTropsch pelos catalisadores, apresentaram altas seletividades a hidrocarbonetos C5+ de alto valor agregado, bem como, verificou-se que a co-impregnação do promotor rutênio no catalisador Co/SBA-15, favoreceu o aumento da seletividade para hidrocarbonetos C5+ e diminuiu a seletividade para metano, com destaque para o desempenho do catalisador 20%Co/0,5%Ru/SBA-15 preparado com as cinzas da casca de arroz. / The aim of this work was to prepare the mesoporous molecular sieve SBA-15 using conventional silica sources (TEOS) and alternative (Ash rice husk) and uses them as support for cobalt catalysts for the Fischer-Tropsch process. And investigate the introduction of ruthenium as a promoter. It was prepared SBA- 15 from a gel of molar composition : 1.0 silica source : 0.017 P123 : 5.7 HCl : 193 H2O. The catalysts were prepared by wet impregnation process using 0.1 M solution (Co(NO3)2.6H2O) (Vetec). Following ruthenium promoter was incorporated using 0.1 M aqueous solution of ruthenium chloride (RuCl3xH2O). The samples were characterized by XRD, EDX , TG/DTA, SEM, TEM, TPR and adsorption of N2. The Fischer-Tropsch reaction is conducted at 240 °C , pressure of 20 bar using a molar ratio H2/CO = 1, on a slurry reactor for a reaction time of 8 h. Obtaining the SBA -15 silica using conventional sources and alternative could be confirmed by X ray diffraction , with emphasis on the SBA -15 obtained with the alternative source of rice husk ash , a residue of agriculture abundant and cheap that is usually discarded. The XRD patterns of the catalysts in the angular range 0-8º showed that after impregnation and calcination of the metal changes did not occur in the hexagonal structure of mesoporous materials , observing the main peaks of the phase of SBA -15. The physical adsorption of N2 analysis of SBA -15 molecular sieves (CCA) and SBA -15 (TEOS) show with type IV isotherm profile and H1 hysteresis characteristics of mesoporous material. The thermal analysis of SBA -15 molecular sieves (TEOS) and SBA -15 (CCA) indicated the elimination of the template (Pluronic) in the calcination process. The specific surface areas of the catalysts decreases , and the pore volume changes due to partial blockage of the pores by cobalt and ruthenium promoter, but the structure of SBA -15 molecular sieve is not changed. TPR profiles of the catalysts of the series Co /SBA- 15 and Ru /Co /SBA -15 evidenced the presence of distinctive peaks that can be caused by the reduction of cobalt oxides. TEM showed cobalt species on spherical 20 nm in size, and after co- impregnation with ruthenium was a better dispersion of these cobalt species resulting in particles with average size smaller than 10 nm. The results obtained from the Fischer- Tropsch the catalysts showed high selectivity to hydrocarbons C5+ of high value, and it was found that co- impregnation of the ruthenium promoter in the Co catalyst /SBA -15 promoted the increase of selectivity to C5+ hydrocarbons and decreased the selectivity to methane, highlighting the performance of the catalyst 20 % Co/0.5 % Ru/SBA-15 prepared with the ashes of the rice husk .

[pt] A síntese de Fischer-Tropsch converte o gás de síntese (H2 + CO), em uma variedade complexa de hidrocarbonetos na presença de um catalisador (principalmente Co/Al2O3). Neste trabalho foram estudados catalisadores de Co e o Fe (1 e 5% em massa), incorporados aos suportes: zeólitas KL, HL 0,1M e HL 1,0 M, além da peneira molecular mesoporosa MCM- 41, pelo método de impregnação úmida incipiente, para a reação de Fischer- Tropsch. As amostras preparadas foram analisadas pelas técnicas de: Espectometria de Emissão Atômica de Plasma Acoplado Induzido, Adsorção Física de N2 pelo método BET, Difração de Raios-X, Redução com Temperatura Programada, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Quimissorção de Hidrogênio e Espectroscopia no Infravermelho de piridina adsorvida. Além disso, as amostras foram avaliadas em um reator de leito fixo na reação de Fischer-Tropsch. Para as amostras de ferro, com mesmo teor e suportes diferentes, pode-se observar que a amostra suportada na MCM-41 apresentou um grau de redução menor. Entre as amostras de ferro suportadas na KL, a 5% Fe/KL apresentou maior grau de redução e foi observado por microscopia eletrônica de transmissão (MET) que as partículas de ferro apresentaram diâmetro em torno de 6 nm. Para as amostras de cobalto foi observado que a temperatura de redução da amostra suportada na MCM-41 foi mais alta. A amostra 5% Co/KL apresentou um maior grau de redução. Foi possível observar por MET que as partículas de cobalto apresentaram diâmetro variando entre 8 e 20 nm. Verificou-se que o catalisador com maior teor de ferro proporcionou uma maior conversão de CO, tendo sido a distribuição de produtos deslocada para as frações mais leves. Comparando os catalisadores de ferro suportados na zeólita KL e na MCM-41 pode-se concluir que as conversões são da mesma ordem de grandeza. Foi observado que o ferro foi mais ativo que o cobalto em termos de conversão do CO, sendo que o cobalto promoveu a formação de uma maior quantidade de produtos na faixa de diesel, assim como uma menor quantidade de leves. / [en] The Fischer- Tropsch synthesis converts the synthesis gas (H2 + CO), in a complex variety of hydrocarbons, using a catalyst (Co/Al2O3 normally) were introduced to the used supports by the wetness incipient impregnation. The samples were analyzed by several techniques such as: plasma- emission spectrometry (ICP- EAS), N2 physical adsorption by BET method, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), transmission electronic microscopy (TEM), hydrogen chemisorption and Infrared Spectroscopy of adsorbed pyridine. The catalysts were evaluated using a fixed bed reactor in the Fischer-Tropsch synthesis. For the iron samples, with the same metal content and different supports, it was observed that the MCM-41 sample presented the lowest reduction level. Among the iron samples supported in KL zeolite, the 5% Fe/KL sample presented the largest reduction level. It was observed by transmission electronic microscopy that the iron particles diameter measured around 6 nm. For the cobalt samples, it was observed that the reduction temperature of the MCM-41 supported was the highest one. The 5% Co/KL sample presented the largest reduction level. It was observed by TEM that the cobalt particles presented diameters in the range from 8 to 20 nm. It was verified that the catalyst with the largest iron percentage promoved the highest CO conversion. The products distribuition was shifted to light fractions. It was observed similar conversions to iron catalysts supported in the KL zeolite and in the MCM- 41 mesoporous molecular sieve. The iron catalysts were more active than the cobalt ones in the CO conversion, but tha cobalt catalysts promoted a higher content of diesel fraction and lesser light fractions.

A redução da emissão de compostos nitrogenados tem sido um dos grandes desafios da área de proteção ambiental e o tratamento catalítico pode reduzir significativamente tal emissão. Neste caminho, têm sido testadas várias categorias de catalisadores. Considerando-se o potencial de utilização de catalisadores de cobre e de cobalto nos processos de abatimento de compostos nitrogenados, bem como a necessidade de exploração dos efeitos gerados pelos suportes de óxido de cério e óxido de titânio, este trabalho teve como objetivos a preparação e a caracterização dos sistemas catalíticos CuO e Co3 O4 suportados em TiO2 , CeO2 e CeO2 -TiO3 (1%, 10%, 20% e 50% de CeO2 ), para aplicação no processo de redução de NO com CO na presença e ausência de O2 . Os catalisadores foram obtidos a partir do método de impregnação. Na caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), redução à temperatura programada com H2 (RTP-H2 ), espectroscopia Raman, espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDX), fisissorção de nitrogênio e espectroscopia UV-visível próxima a região do infra-vermelho (UV-VIS-NIR). Os resultados da caracterização mostraram que os catalisadores apresentam fases de CuO altamente dispersas, bem como formando cristalitos com os suportes. Mostraram, também, que o cobalto está sobre a forma oxida Co3 O4 . As reações de redução de NO com CO mostraram que os catalisadores de cobre são mais ativos para estas reações e a adição do suporte CeO2 em TiO2 aumenta significativamente esta atividade. A adição de O2 na reação diminuiu a atividade frente à reação de redução de NO, isso porque o oxigênio é adsorvido sobre a superfície do catalisador, diminuindo sua atividade. / The reduction of the nitrogen composites emissions has been one of the great challenges of the ambient protection area and the catalytic treatment can reduce significantly such emissions. In this way, it has been tested some categories of catalysts. Considering the potential of use of copper and cobalt catalysts in the processes of nitrogen composites discouragement, as well as the necessity of exploration of the effect generated for CeO2 and TiO2 supported , this work had as objective the preparation and the characterization of the catalytic systems supported CuO and Co3O4 in TiO2, CeO2 and CeO2-TiO2 (1%, 10%, 20% and 50% of CeO2), for application in the reduction process of NO with CO in presence and absence of O2. The catalysts had been gotten from the impregnation method. In the characterization of the samples the techniques that had been used was: X-ray diffraction had been used, temperature programmed reduction, Raman spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, nitrogen physsisorption and UV-visible spectroscopy next the region to the infra-red ray (UV-VIS-NIR). The results of the characterization had shown that the catalysts present highly dispersed phases of CuO, as well as cristalitts. And, that cobalto meets under the form Co3O4. The reactions of reduction of NO with CO had shown that the copper catalysts are more active than the cobalto and the addition of the CeO2 support in TiO2 increases significantly this activity. The addition of O2 in the reaction diminished the activity front to the reaction of reduction of NO, just because the oxygen is adsorbed on the surface of the catalysts, diminishing its activity