Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-22T14:27:39Z No. of bitstreams: 1 Ana Paula Monteiro.pdf: 956595 bytes, checksum: 5e950a1fe60917822320be861db1043f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-22T14:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula Monteiro.pdf: 956595 bytes, checksum: 5e950a1fe60917822320be861db1043f (MD5) Previous issue date: 2005 / O estireno é uma das substâncias químicas básicas mais importantes para produção de valiosos artigos como poliestireno, acrilonitrila-butadieno-estireno e estireno-butadieno-estireno. É produzido comercialmente pela desidrogenação do etilbenzeno com excesso de vapor d’água a temperaturas altas de 600-700ºC. Este processo é termodinamicamente limitado e consome energia. O uso de um oxidante, tal como oxigênio, permite superar as limitações termodinâmicas e por conseguinte operar a temperaturas mais baixas com reação exotérmica. Porém, há uma perda significantiva de seletividade a estireno, assim se buscou outro oxidante por muito tempo. O uso de gás carbônico surge como um potencial oxidante, além da conveniência do uso do gás causador do efeito estufa. Na busca de um catalisador alternativo para esta reação, neste trabalho estudou-se o efeito do método de preparação nas propriedades de óxido de ferro. As amostras foram preparadas incorporando óxido de ferro em lantânia, nióbia, titânia, magnésia e zircônia através de dois métodos: a impregnação de nitrato férrico e a deposição de nanoparticulas de óxido de ferro previamente preparadas. Os sólidos foram calcinados a 600ºC por 4 h e caracterizados por análise química, termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios X, área de superfície específica e medidas de porosidade e redução a temperatura-programada. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno na presença de dióxido de carbono, usando um microreator que opera a 1 atm e a 600ºC e uma relação molar gás carbônico/etilbenzeno de 10. Depois dos testes, as amostras foram caracterizadas por difração de raios X e área de superfície específica. Observou-se que a concentração do óxido de ferro incorporado depende do tipo do suporte e do método de preparação. A hematita foi observada nos catalisadores novos. Durante a desidrogenação do etilbenzeno, os suportes não se alteraram, mas a hematita se transformou em magnetita. Os suportes e os catalisadores são sólidos macroporosos com pequena contribuição de mesoporos. A área específica mudou devido à adição de óxido de ferro e foi influenciada pelo método de preparação. A incorporação das nanoparticulas conduziu a um aumento da área superficial específica, indiferentemente do tipo do suporte, fato que foi atribuído ao tamanho pequeno das partículas. As áreas específicas não se alteraram durante a reação. Os sólidos mostraram diferentes resistência contra redução que se deve ao suporte e ao método de incorporação do óxido de ferro. A impregnação de nitrato férrico produziu sólidos menos redutíveis. Os suportes foram cataliticamente ativos na desidrogenação do etilbenzeno na presença de gás carbônico e também eram seletivos a estireno. A adição de compostos de ferro melhorou estas propriedades e a deposição de nanoparticulas melhoraram ainda mais. O óxido ferro suportado em magnésia, preparado pela deposição de nanoparticulas, foi o mais ativo (2,8 x 10-3 mol.g-1.h-1) e catalisador seletivo a estireno (96%) na desidrogenação do etilbenzeno na presença de gás carbônico. A atividade e a seletividade foram mais altos do que um catalisador comercial à base de óxido de ferro, cromo e potássio (a=1,2 x 10-3 mol. g-1. h-1 e S=90%) , sendo o catalisador promissor na reação. / Salvador

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T13:14:32Z No. of bitstreams: 1 Raphael Holt.pdf: 5449117 bytes, checksum: 052b88f3a4242aebdef5fdf978a8b5ce (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T13:14:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raphael Holt.pdf: 5449117 bytes, checksum: 052b88f3a4242aebdef5fdf978a8b5ce (MD5) Previous issue date: 2008 / A principal rota utilizada industrialmente para a produção de estireno é a desidrogenação catalítica do etilbenzeno, responsável por mais de 90% da produção mundial de estireno. O processo industrial é operado na faixa de temperatura de 550-700 oC, em excesso de vapor d’água aquecido, sobre catalisadores de óxido de ferro promovidos com potássio e cromo, que são tóxicos e possuem vida útil limitada a 2 anos. Neste contexto, existe a demanda por catalisadores que sejam ativos e seletivos nessa reação e que apresentem elevada vida útil, além de não serem tóxicos. Na busca de sistemas alternativos, neste trabalho foram desenvolvidos catalisadores de vanádio e magnésio suportados em carvão ativado obtido pela pirólise do copolímero estireno-divinilbenzeno, em atmosfera não oxidativa. Os catalisadores foram caracterizados pela medida da área superficial específica e de porosidade, difração de raios X, termogravimetria, análise térmica diferencial, espectrofotometria de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura acoplada ao sistema de quantificação por energia dispersiva. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno em ausência de vapor d’água, a 530 oC e 1 atm, para a produção de estireno. Verificou-se a presença de trióxido de vanádio e de aglomerados de vanádio e magnésio de diferentes tamanhos, nos sólidos. Os materiais apresentaram isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio do Tipo II ou IV, que são típicas de sólidos meso e macroporos com microporos associados, e uma histerese do Tipo H I, característica de materiais com poros cilíndricos. Estes sólidos apresentaram áreas superficiais específicas entre 378 e 611 m2/g. Os catalisadores com vanádio e magnésio apresentaram menor perda da área superficial específica que o carvão ativado, durante a desidrogenação do etilbenzeno. A adição de magnésio e vanádio provocou um aumento da atividade catalítica do carvão ativado e da seletividade ao estireno. Todos catalisadores foram mais ativos que uma amostra de catalisador comercial. O catalisador contendo 5 % de vanádio foi o mais promissor. Esta amostra conduziu, em ausência de vapor d’água, 35% de conversão do etilbenzeno, que é cerca de três vezes o valor obtido com uma amostra de catalisador comercial em presença de vapor d’água. Isto foi atribuído à ação catalítica do vanádio e à presença de grupos oxigenados na superfície do carvão que possuem atividade na desidrogenação do etilbenzeno. / Salvador

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na reação de desidrogenação oxidativa de propano (ODHP), propano reage com oxigênio da superfície de metais de transição para produzir propeno e água, em temperaturas de 300-700C. Porém, o propeno pode facilmente oxidar, formando CO e CO2. Assim, busca-se catalisadores que promovam a seletividade do propeno. Compostos tipo hidrotalcitas estão sendo apontados como catalisadores de grande potencial para a reação. Portanto, o principal objetivo desse trabalho foi sintetizar precursores tipo hidrotalcitas (contendo íons Ni2+, Mg2+ e Al3+ e tereftalato, heptamolibdato e decavanadato como ânions de compensação) para serem testados na reação de desidrogenação oxidativa de propano. Esses precursores foram sintetizados com uma razão Al/(Al+Ni+Mg)=0,5, variando a razão de Ni/Mg. Além disso, realizou-se a troca iônica do tereftalato (TA) por heptamolibdato (Mo7O24) e decavanadato (V10O28). Esses compostos foram calcinados, obtendo-se assim, óxidos mistos de NiMgAl, NiMgAlMo e NiMgAlV que foram testados como catalisadores na reação de ODHP. Para a determinação das propriedades dos catalisadores foram usadas as técnicas de caracterização: DRX, TGA, volumetria de N2, TPR, Raman e FTIR e ICP. Os resultados indicaram que os materiais tipo hidrotalcita foram obtidos com sucesso. No caso dos precursores preparados por troca iônica a cristalinidade foi menor que os da série NiMgAl-TA. Estes mesmos precursores quando calcinados apresentaram áreas muito altas. Nas três séries, os precursores calcinados são constituídos por óxidos mistos como NiO, NiMoO4, Ni2V2O7 cristalinos e espécies de alumínio e magnésio não detectados na DRX. No teste catalítico de ODHP, observou-se que com o aumento da conversão diminuía a seletividade de propeno, para os óxidos mistos que não continham molibdênio. Os catalisadores da série molibdênio foram os que obtiveram melhor desempenho com altas seletividades, mesmo em altas conversões e a série de cujo precursor foi o tereftalato foi a que exibiu maiores conversões, mas com seletividades menores que da série de Mo / In the reaction of oxidative dehydrogenation of propane (ODHP), propane reacts with oxygen in the transition metal surface to produce propylene and water at temperatures of 300-700 C. However, the propylene can easily oxidize, forming CO and CO2. Thus, catalysts that promote the selectivity of propylene are being searched. Hydrotalcites type compounds are identified as potential major catalysts for the reaction. Therefore, the main objective of this work was to synthesize precursors hydrotalcites type (containing Ni2+, Mg 2+ and Al 3+ ions and terephthalate, heptamolybdate and decavanadate as compensation anions) to test in the reaction of oxidative dehydrogenation of propane.These precursors were synthesized with Al/(Ni+Mg+Al) = 0.5 for different ratios of Ni/Mg. In addition, there was the ion exchange terephthalate (TA) by heptamolybdate (Mo7O24) and decavanadate (V10O28). These compounds were calcined, to obtain NiMgAl, NiMgAlMo and NiMgAlV mixed oxides and tested as catalysts in the ODHP reaction.For determining the properties of the catalysts the following characterization techniques were used: XRD, TGA, N2 volumetry, TPR, ICP, FTIR and Raman spectroscopy. The results indicated that the hydrotalcite-like materials were successfully obtained. In the case of the precursors prepared by ion exchange crystallinity was lower than those of NiMgAl-TA series. These same precursors when calcined had very high areas. In three series, the calcined precursors are comprised by mixed oxides such as crystalline NiO, NiMoO4, Ni2V2O7 and Al an Mg species not detected by XRD. In ODHP catalytic test, it was observed that with increasing conversion the propylene selectivity decreased to the mixed oxides containing no molybdenum. The catalysts of molybdenum series were those who performed better with high selectivity even at high conversions and the terephthalate precursor series shows the highest conversions, but with lower selectivity than Mo series

Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Possani_Germano_M.pdf: 3312667 bytes, checksum: 30058f7ade4b339ee579a28950283ff8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Dentre os termoplásticos mais utilizados atualmente na indústria, pode-se mencionar o estireno, principal responsável pela produção de plásticos e borrachas. No processo de fabricação de estireno, a principal rota química é por meio da desidrogenação de etilbenzeno, com o hidrogênio como subproduto. A conversão de etilbenzeno nesta reação é em torno de 50,0 %, devido ao equilíbrio termodinâmico. Para deslocar esse equilíbrio e aumentar a produtividade de estireno,foram desenvolvidas novas configurações de reatores, tal como os reatores com membrana. eatores equipados com membranas de paládio fornecem uma seletividade maisalta ao estireno uando comparados com reatores equipados apenas com membranas porosas. Para explorar o otencial desse tipo de reator, modelagens matemáticas foram desenvolvidas a fim de determinar os parâmetros cruciais que regem esses processos. O objetivo deste trabalho foi modelar e simular um reator de leito fixo catalítico, envolto por uma membrana inerte permseletiva ao hidrogênio com transferência de calor e massa, sendo composta por uma camada de aço inoxidável de 1,6 mm de espessura, a qual serviu de suporte para a deposição de um filme de 20 µm de paládio. Para essa modelagem foram utilizados os métodos de Runge-Kutta-Gill para o cálculo das variáveis no sentido axial, tanto no retentato quanto no permeado, considerando no retentato um leito fixo catalítico descrito pelo modelo Pseudo-homogêneo, e para os cálculos das equações não lineares das frações molares das espécies e do fluxo mássico de hidrogênio na direção radial do reator foi utilizado o método de Newton-Raphson. Foram analisados os perfis de temperatura, pressão e concentração dos componentes da reação axialmente, considerando a transferência de massa e energia através da membrana, além dos valores para a conversão do etilbenzeno e produtividade em relação ao estireno. Como resultados das simulações foram obtidos valores para a conversão e produtividade de 50,3 % e 35,2 %, respectivamente, para o reator na condição de reator de leito fixo catalítico convencional, e 71,2 % e 60,2 %, para o reator na condição de reator de leito fixo catalítico envolto por uma membrana permseletiva ao hidrogênio, sendo estes valores 41,6 % maiores para a conversão do etilbenzeno e 71,0 % maiores para a produtividade em relação ao estireno. Concluiu-se que com a implementação da membrana no reator em estudo, considerando também a troca térmica na membrana, esta é uma boa opção como nova alternativa para o processo de fabricação do estireno / Abstract: Among the most widely used thermoplastics in the industry, styrene can be mentioned, the main responsible for the production of plastics and rubbers. In the manufacturing process of styrene, the principal chemical route is by means of dehydrogenation of ethylbenzene, with hydrogen as a byproduct. The conversion of ethylbenzene in this reaction is around 50,0 % due to thermodynamic equilibrium. To overcome this equilibrium and increase the productivity of styrene, new reactor configurations were developed such as membrane reactors. Membrane reactors equipped with a palladium membrane provide a higher selectivity compared with reactors that are equipped only with a porous membrane. To explore the potential of this type of reactor, mathematical models were developed to determine the crucial parameters governing these processes. The aim of this study was to model and simulate a fixed bed catalytic reactor, surrounded by a permselective to hydrogen inert membrane with heat and mass transfer, composed by a layer of stainless steel of 1,6 mm thickness, which served as support for deposition of a 20 µm film of palladium. For this modeling the Runge-Kutta-Gill method was used to calculate the variables in the axial direction, both in tube side and in permeate side, considering in tube side a catalytic fixed bed described by Pseudo-homogeneous model, and for the calculations of nonlinear equations of the mole fractions of species and the mass flow of hydrogen in the radial direction it was used the method of Newton-Raphson. Profiles of temperature, pressure and concentration of reaction components on axial toward were analyzed considering the heat and mass transfer across the membrane, besides the values for ethylbenzene conversion, selectivity and productivity in relation to styrene. As the simulation results, values were obtained for the conversion and productivity of 50,3 % and 35,2 %, respectively, putting the reactor on condition of conventional catalytic fixed bed reactor, and 71,2 % and 60,2 % for the reactor on condition of catalytic fixed bed reactor surrounded by a permselective membrane to hydrogen, then , the obtained values were 41,6 % higher for the conversion of ethylbenzene and 71,0 % higher for the productivity of styrene. It was concluded that with the implementation of a membrane in reactor under study, also considering the heat transfer in the membrane, this technology is a good option as new alternative to the styrene manufacturing process / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Heloise de Oliveira Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T11:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_Angela_D.pdf: 3045566 bytes, checksum: 280ada8d591e09adc89304ad0847ca95 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A síntese da peneira molecular vanadoaluminossilicato com estrutura MWW, [V,Al]-MCM-22, foi realizada por tratamento hidrotérmico estático. Os materiais recém sintetizados, calcinados e trocados com íons H, Na ou K foram caracterizados por diversas técnicas analíticas e espectroscópicas. Foi preparado também um material por troca iônica do [Al]-MCM-22 com íons vanadila, o VO-[Al]-MCM-22. Todos os materiais apresentaram estrutura cristalina semelhante à observada para o [Al]-MCM-22. A presença de sítios redox (pares V/ V) foi monitorada por espectroscopia no UV -Vis com refletância difusa e por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTlR) com adsorção de CO a 100 K. As características ácidas foram monitoradas por FTlR com adsorção de NH3 e por dessorção termoprogramada (TPD) de NH3. Em testes catalíticos na reação de desidrogenação oxidativa do propano, os vanadoaluminossilicatos apresentaram maiores valores de conversão em relação aos aluminossilicatos, com valores de seletividade semelhantes. A troca iônica com íons alcalinos pode promover modulação na acidez dos catalisadores, tomando-os mais seletivos, por diminuir a seletividade para produtos de craqueamento. / Abstract: The synthesis of the vanadoaluminosilicate molecular sieve with MWW structure, [V,AI]-MCM-22, has been performed by static hydrothermal synthesis. As-synthesized, calcined, and H, Na or K ion-exchanged materiaIs were characterized by various analytical and spectroscopical techniques. It has also been prepared a material by ion-exchanging [AI]-MCM-22 with vanadyl ions, VO-[AI]-MCM-22. AlI the materiaIs presented a crystalIine structure similar to that observed for [AI]-MCM-22. The presence of redox sites (V/ V couples) was monitored by diffuse reflectance UV-vis spectroscopy and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTlR) with CO adsorption at 100 K. Acid characteristics were monitored by FTlR with NH3 adsorption and by thermoprogrammed NH3 desorption (TPD). When tested in the oxidative dehydrogenation of propane catalytic reaction, vanadoaluminosilicates presented higher conversion values when compared to aluminosilicates, with similar selectivity data. Ion-exchange with alkaline ions may promote modulation in the acidity of the catalysts, making them more selective by decreasing their selectivity to products of cracking reactions. / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Quimica

Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uehara_AndreYugou_M.pdf: 4445631 bytes, checksum: ba69e40eee3a8de5233ab826f19564d7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo investigar a etapa de decapagem ácida e os processos de desidrogenação e retrabalho realizados durante a zincagem de parafusos quanto à fragilização por hidrogênio. Parafusos fabricados conforme a norma JIS B 1127 (1995), cementados, de 6 mm de diâmetro e 16 mm de comprimento de rosca foram organizados em 39 diferentes grupos. A decapagem foi avaliada quanto ao volume de ácido clorídrico (700 ml, 900 ml e 1000 ml) e presença, ou ausência, de inibidor para este ácido, utilizando tempos de decapagem de 15, 30, 45 e 60 minutos para cada condição de volume de ácido e inibidor utilizados. A desidrogenação foi avaliada utilizando parafusos decapados (solução: 1000 ml de ácido, ausência de inibidor e decapados por 15, 30, 45 e 60 minutos) e desidrogenados a uma temperatura de 1000C e tempo total de processo de 1, 2 e 3,5 horas. O retrabalho foi avaliado utilizando parafusos de 8 ?m de espessura de camada zincada, retrabalhados por 4 minutos em 700 ml de ácido, ausência de inibidor e 300 ml de água, avaliando as hipóteses do retrabalho único e duplo sem desidrogenação e do retrabalho único seguido de desidrogenação (1000C - 2 horas). Ensaios de pré-carregamento para a detecção da fragilização por hidrogênio foram realizados em parafusos que sofreram as preparações citadas, sendo o torque de ruptura avaliado nestes parafusos, assim como naqueles obtidos após o tratamento térmico. Análises química e metalográfica e ensaios de microdureza Vickers e tração, além de análise fratográfica por microscopia eletrônica de varredura (MEV) também foram realizados. A análise metalográfica revelou uma matriz ferrítica composta por grãos equiaxiais com carbonetos esferoidizados para o fio máquina, enquanto que o parafuso possui estrutura ferrítico-perlítica no núcleo e martensita revenida na camada cementada. Os ensaios de microdureza e de tração revelaram que o fio máquina e o parafuso possuem níveis de resistência mecânica dentro do esperado conforme as condições utilizadas, enquanto que não houve diferenças significativas entre os valores de torque de ruptura obtidos em ambas as situações analisadas. A etapa de decapagem ácida revelou que, nos grupos que não utilizaram inibidor, o número de falhas aumenta num primeiro momento com o aumento do tempo de decapagem, reduzindo após um determinado tempo de decapagem relacionado ao volume de ácido utilizado. O número de falhas sofre grande redução com a utilização do inibidor, porém mesmo a baixas concentrações de ferro, a utilização de maiores volumes de ácido associado a maiores tempos de decapagem aumentam o risco de fragilização. Apenas houve falha para a desidrogenação realizada a 1000C, por 1 hora, revelando a importância de adequados controles de temperatura, procedimentos de homogeneização e parâmetros de temperatura e tempo. Não houve falhas para o retrabalho revelando a importância de adequados procedimentos de retrabalho (tempo e solução) e de desidrogenação, enquanto que a análise da superfície de fratura revelou apenas os micromecanismos de fratura intergranular e dimples, sendo este último mais freqüentemente associado a regiões mais próximas ao núcleo, além da presença de trincas secundárias / Abstract: The main aim of this work is to investigate the effects on hydrogen embrittlement of bolts due to acid pickling, baking, and strip processes performed during zinc plating. Carburized bolts type "hexagon flange head tapping screws", with 6 mm of diameter and 16 mm of thread length were organized into 39 different groups. Acid pickling was evaluated using volumes of hydrochloric acid of 700 ml, 900 ml, and 1000 ml, presence, or absence, of acid inhibitor, and pickling periods of 15, 30, 45, and 60 minutes for each condition of acid volume and inhibitor used. Baking was evaluated using 1000C, and periods of 1, 2, and 3.5 hours for bolts that were subjected to acid pickling with a solution of 1000 ml of acid, absence of inhibitor, and pickling periods of 15, 30, 45, and 60 minutes. Strip was evaluated using bolts with zinc layer thickness of 8 ?m, stripped for 4 minutes in a solution of 700 ml of acid, absence of inhibitor, and 300 ml of water, performing the hypotheses of single and double strip without baking, and single strip followed by baking (1000C - 2 hours). Preloading tests for the detection of hydrogen embrittlement were conducted in bolts that were subjected to the preparations mentioned, while torsional tests were also conducted at these bolts, as well as in those obtained after heat treatment. Chemical and metallographic analysis, Vickers microhardness and tensile tests, and fractographic analysis using scanning electron microscopy (SEM) were also conducted. Metallographic analysis revealed a ferritic matrix composed of equiaxed grains with spheroidized carbides for the wire, while the bolts showed a ferritic-pearlitic microstructure at the center and tempered martensite at the hardened layer. Microhardness and tensile tests revealed that wire and bolts have strength levels as expected according to the conditions used, while no significant differences between the breaking torque values were obtained in both situations analyzed. Acid pickling revealed that in the groups, which did not use inhibitor, the number of failures increases at a first stage with increasing pickling periods, however it starts to decrease after a certain pickling period related to the volume of acid used. The number of failures is greatly reduced with the use of the inhibitor, but even at low concentrations of iron, the use of larger amounts of acid associated with longer pickling periods increases the risk of hydrogen embrittlement. Failures were observed only at 1000C - 1 hour as baking parameters, showing the importance of proper temperature controls, homogenization procedures, and temperature and time parameters. There were no failures related to strip, revealing the importance of adequate procedures for strip (period and solution used) and baking procedures as observed. The fracture surface analysis revealed only intergranular and dimples micromechanisms of fracture, where the latter being more often associated with regions closer to the core of the bolts, also showing the presence of secondary cracks / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Celso Valentim Santilli / Resumo: Atualmente, os problemas associados ao uso de combustíveis fósseis têm sido um tema de grande preocupação, gerando interesse em processos baseados no uso de energia limpa e renovável. O etanol produzido de fontes renováveis vem se mostrando vantajoso em vários aspectos e promissor na substituição e/ou complementação da petroquímica no futuro, na obtenção de diversos produtos de valor agregado. Os hidróxidos duplos lamelares (HDL) e seus derivados têm recebido muita atenção nas últimas décadas devido a importantes aplicações, particularmente em catálise, com vantagens relacionadas à uniforme distribuição dos cátions metálicos em sua estrutura, a nível atômico, além da flexibilidade de composições. Além disso, quando submetidos a um tratamento térmico, os HDL dão origem a nanopartículas metálicas estáveis e altamente dispersas em uma matriz de óxido misto com forte interação metal-suporte. Neste trabalho foram sintetizados catalisadores derivados de CuZnAl-HDL contendo 0, 5, 10 e 20% m/m de cobre, avaliando suas características e sua eficiência na reação de desidrogenação do etanol (EDR). Os catalisadores foram analisados por um conjunto de técnicas, com destaque para a caracterização por quick-XAS das espécies de Cu e Zn envolvidas nas etapas de formação do catalisador e reação em condições operando. Por meio do uso de ferramentas quimiométricas, como MCR-ALS no tratamento dos conjuntos de dados, foi observado que o teor de cobre no catalisador influencia na composição das fas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays, the problems associated with the use of fossil fuels have been a topic of great concern, generating interest in processes based on the use of clean and renewable energy. Ethanol produced from renewable sources has proved to be advantageous in several aspects and promising in the replacement and/or complementation of the petrochemistry in the future, in obtaining several value-added products. Layered double hydroxides (LDH) and their derivatives have received much attention in the past decades due to important applications, particularly in catalysis, with advantages related to the uniform distribution of metallic cations in their structure, at the atomic level, in addition to the flexibility of compositions. Furthermore, when subjected to a thermal decomposition, LDH give rise to stable and highly dispersed metallic nanoparticles in a mixed oxide matrix, showing strong metal-support interaction. In this work, catalysts derived from CuZnAl-LDH containing 0, 5, 10 and 20% wt. copper were synthesized, evaluating their characteristics and their efficiency in the ethanol dehydrogenation reaction (EDR). The catalysts were analyzed by a set of techniques, with emphasis on the characterization by quick-XAS of the Cu and Zn species involved in the stages of formation of the catalyst and reaction under operando conditions. Through the use of chemometric tools, such as MCR-ALS in the treatment of datasets, it was observed that the copper content in the catalyst influences the p... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Relata-se um estudo sobre o processo de eletrossorção do n-propanol sobre eletrodos de platina eletrodispersa em soluções de H2SO4 1 N, a diferentes temperaturas (12 a 51 ºC) e potencíais (0,30 a 0,60 V). São abordados os aspectos relacionados com a cinética de adsorção dos possíveis intermediários formados na desidrogenação do n-propanol, bem como a determinação das constantes de velocidade em cada etapa. São apresentadas as energias de ativação do processo de adsorção para graus de cobertura, &#952; = 0 e &#952; &#8800; 0. A adsorção do álcool estudado a potencial controlado na região da dupla camada elétrica, ocorre através da desidrogenação da molécula, seguida pela ionização do hidrogênio adsorvido. A isoterma cinética de adsorção foi obtida a partir dos cronoamperogramas de desidrogenação do álcool e mostra uma variação linear de &#952; com o logaritmo do tempo de adsorção (t), para 0,25 < &#952; < 0,80. Por outro lado, a relação entre E = f (log li), onde li é a máxima corrente não estacionária obtida a t = 0, é linear com coeficiente angular igual a 2,3 (2 RT/F). Esse valor indica que no início da adsorção do n-propanol, apenas um elétron está envolvido no processo. Da mesma maneira que no metanol, supõe-se que a desidrogenação do n-propanol não ocorre através da eliminação simultânea dos dois átomos de hidrogênio ligados no carbono-&#945;, mas por duas etapas consecutivas de desidrogenação: R - CH2 - OH j1&#8594; R - .CH - OH + H+ + e- ( 1 ) R - .CH - OH j2&#8594; R - ..C - OH + H+ + e- ( 2 ) Desse modo, a corrente anódica não estacionária (j), proveniente da ionização do hidrogênio formado na desidrogenação do n-propanol é resultante da soma das correntes j>SUB>1 e j2 produzidas nas reações descritas nas equações (1) e (2). Quando o tempo de adsorção é muito curto, isto é , j2 = 0, a corrente não estacionária é determinada apenas pela adsorção da espécie R-.CH-OH. Considerando esta hipótese e as isotermas de Temkin e Elovich foi obtida uma equação que descreve o grau de cobertura pela espécie R-.CH-OH, (&#952;1) em função do tempo. &#952;1 = - Qmáx B/k2t (1-A-B ln t) + k1/k2 onde Qmáx é a carga máxima de cobertura, k1 e k2 são as constantes de velocidade de adsorção das espécies R-.CH-OH e R-..C-OH, respectivamente, A e B são as constantes da equação de Elovich. A equação precedente permitiu determinar as constantes de velocidade de adsorção k1 e k2. A partir desses valores em diferentes temperaturas foram obtidas as energias de ativação para as reações (1) e (2). Verificou-se que os tempos de máxima cobertura por R.CHOH e de inflexão, obtidos respectivamente de &#952;1= f (log t) e j-1 = f(t), são comparáveis para dada temperatura e potencial. / The kinetics and mechanism of n-propanol adsorption on a platinized platinum electrode was studied in 1 N H2SO4 at several temperatures, by means of the potential pulse method. Between 0.30 V and 0.60 V (RHE), the adsorption occurs via a dehydrogenation of the &#945;-carbon, followed by a rapid ionization of the adsorbed hydrogen atoms. The kinetic isotherms obtained by integration of the chronoamperograms show a linear variation of the surface coverage, &#952;, with logarithm of the adsorption time, tads, in the range 0.25 &#8804; &#952; &#8804; 0.80. This indicates that the adsorption rate can be expressed in tems of an Elovich equation. It is shown that the relation Eads vs log Ii, where Eads is the adsorption potential and Ii is the maximum non-stationary current at t = 0, is a straight line with a slope equal to 2.3[2RT/F], independently of the temperature. These data show that the initial adsorption step envolves a monoelectronic charge transfer, and can be represented by the following equation: R-CH2-OH j1&#8594; R-.CH-OH + H+ + e- ( 1 ) Therefore, it is assumed that the adsorption occurs via a two step consecutive reaction, given by equations (1) and (2): R-.CH-OH j2&#8594; R-..C-OH + H+ + e- ( 2 ) with the two adsorbed species R-.CH-OH and R-..C-OH characterized by their degree of coverage &#952;1 and &#952;2, respect ively. The non-stationary anodic current, j, is then the sum of currents j1 and j2 resulting from reactions described by equations (1) and (2). When the adsorption time is very short, it can be assumed that j = j1 + j2 &#8776; j1, and that &#952; = &#952; 1 + &#952;2 &#8776; &#952;1. From those assumptions, the following equation relating &#952;1 with t was obtained: &#952;1 = -Qmáx . B/[k2.t (1-A-B). ln t ] + k1/k2 (3) where Qmáx is the charge related with the maximum surface coverage, k1 and k2 the apparent rate constants of reactions (1) and (2), respectively, and A and B are constants from the Elovich equation. Equation (3) permitted the evaluation of the rate constants k1 and k2 for distinct Eads values. From the data at different temperatures, the apparent activation energies of both reactions were calculated.

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Relata-se um estudo sobre o processo de eletrossorção do n-propanol sobre eletrodos de platina eletrodispersa em soluções de H2SO4 1 N, a diferentes temperaturas (12 a 51 ºC) e potencíais (0,30 a 0,60 V). São abordados os aspectos relacionados com a cinética de adsorção dos possíveis intermediários formados na desidrogenação do n-propanol, bem como a determinação das constantes de velocidade em cada etapa. São apresentadas as energias de ativação do processo de adsorção para graus de cobertura, &#952; = 0 e &#952; &#8800; 0. A adsorção do álcool estudado a potencial controlado na região da dupla camada elétrica, ocorre através da desidrogenação da molécula, seguida pela ionização do hidrogênio adsorvido. A isoterma cinética de adsorção foi obtida a partir dos cronoamperogramas de desidrogenação do álcool e mostra uma variação linear de &#952; com o logaritmo do tempo de adsorção (t), para 0,25 < &#952; < 0,80. Por outro lado, a relação entre E = f (log li), onde li é a máxima corrente não estacionária obtida a t = 0, é linear com coeficiente angular igual a 2,3 (2 RT/F). Esse valor indica que no início da adsorção do n-propanol, apenas um elétron está envolvido no processo. Da mesma maneira que no metanol, supõe-se que a desidrogenação do n-propanol não ocorre através da eliminação simultânea dos dois átomos de hidrogênio ligados no carbono-&#945;, mas por duas etapas consecutivas de desidrogenação: R - CH2 - OH j1&#8594; R - .CH - OH + H+ + e- ( 1 ) R - .CH - OH j2&#8594; R - ..C - OH + H+ + e- ( 2 ) Desse modo, a corrente anódica não estacionária (j), proveniente da ionização do hidrogênio formado na desidrogenação do n-propanol é resultante da soma das correntes j>SUB>1 e j2 produzidas nas reações descritas nas equações (1) e (2). Quando o tempo de adsorção é muito curto, isto é , j2 = 0, a corrente não estacionária é determinada apenas pela adsorção da espécie R-.CH-OH. Considerando esta hipótese e as isotermas de Temkin e Elovich foi obtida uma equação que descreve o grau de cobertura pela espécie R-.CH-OH, (&#952;1) em função do tempo. &#952;1 = - Qmáx B/k2t (1-A-B ln t) + k1/k2 onde Qmáx é a carga máxima de cobertura, k1 e k2 são as constantes de velocidade de adsorção das espécies R-.CH-OH e R-..C-OH, respectivamente, A e B são as constantes da equação de Elovich. A equação precedente permitiu determinar as constantes de velocidade de adsorção k1 e k2. A partir desses valores em diferentes temperaturas foram obtidas as energias de ativação para as reações (1) e (2). Verificou-se que os tempos de máxima cobertura por R.CHOH e de inflexão, obtidos respectivamente de &#952;1= f (log t) e j-1 = f(t), são comparáveis para dada temperatura e potencial. / The kinetics and mechanism of n-propanol adsorption on a platinized platinum electrode was studied in 1 N H2SO4 at several temperatures, by means of the potential pulse method. Between 0.30 V and 0.60 V (RHE), the adsorption occurs via a dehydrogenation of the &#945;-carbon, followed by a rapid ionization of the adsorbed hydrogen atoms. The kinetic isotherms obtained by integration of the chronoamperograms show a linear variation of the surface coverage, &#952;, with logarithm of the adsorption time, tads, in the range 0.25 &#8804; &#952; &#8804; 0.80. This indicates that the adsorption rate can be expressed in tems of an Elovich equation. It is shown that the relation Eads vs log Ii, where Eads is the adsorption potential and Ii is the maximum non-stationary current at t = 0, is a straight line with a slope equal to 2.3[2RT/F], independently of the temperature. These data show that the initial adsorption step envolves a monoelectronic charge transfer, and can be represented by the following equation: R-CH2-OH j1&#8594; R-.CH-OH + H+ + e- ( 1 ) Therefore, it is assumed that the adsorption occurs via a two step consecutive reaction, given by equations (1) and (2): R-.CH-OH j2&#8594; R-..C-OH + H+ + e- ( 2 ) with the two adsorbed species R-.CH-OH and R-..C-OH characterized by their degree of coverage &#952;1 and &#952;2, respect ively. The non-stationary anodic current, j, is then the sum of currents j1 and j2 resulting from reactions described by equations (1) and (2). When the adsorption time is very short, it can be assumed that j = j1 + j2 &#8776; j1, and that &#952; = &#952; 1 + &#952;2 &#8776; &#952;1. From those assumptions, the following equation relating &#952;1 with t was obtained: &#952;1 = -Qmáx . B/[k2.t (1-A-B). ln t ] + k1/k2 (3) where Qmáx is the charge related with the maximum surface coverage, k1 and k2 the apparent rate constants of reactions (1) and (2), respectively, and A and B are constants from the Elovich equation. Equation (3) permitted the evaluation of the rate constants k1 and k2 for distinct Eads values. From the data at different temperatures, the apparent activation energies of both reactions were calculated.