Resumo não disponível

Este trabalho trata do estudo das reações de oligomerização de eteno e propeno catalisada pelo complexo Ni(MeCN)6(BF4)2 imobilizado por adsorção seletiva nos suportes inorgânicos [Si]-MCM-41, [Al]-MCM-41 e SiO2 associados aos agentes alquilantes AlEt3 (oligomerização de eteno) e Al2Et3Cl3 (oligomerzação de propeno). Os sistemas suportados são avaliados em suspensão de diclorometano e clorobenzeno em um reator semicontínuo com alimentação à pressão constante de eteno ou propeno. A caracterização por a DRIFT e XPS dos sistemas suportados em [Si] - MCM-41 e [Si, Al] - MCM-41 demonstra a presença de espécies ativas diferentes e mostra que a esfera da coordenação de níquel é modificada pela natureza do suporte. As análises de TEM e XRD demonstram que a organização dos poros dos sistemas MCM-41 é mantida após a imobilização do complexo. A análise da adsorção do N2 demonstra que a imobilização do complexo ocorre dentro dos poros dos sistemas suportados em MCM-41 e SiO2. Os resultados que referem os testes catalíticos demonstram que estes novos sistemas são ativos na dimerização e na trimerização do eteno e do propeno. Os resultados que referem os testes catalíticos demonstram que estes novos sistemas são ativos na dimerização e na trimerização do eteno e do propeno. A concentração dos agentes de alquilação revela ser um parâmetro muito sensível em relação à produção seletiva de 1-buteno e à atividade das reações de oligomerização do propeno. São apresentados, para a comparação, resultados das experiências conduzidas em fase homogênea com o mesmo complexo e o mesmo agente de alquilação. Diferenças significativas são observadas em termos de atividade catalítica e de seletividade em relação à variação da proporção relativa agente de alquilação / complexo de níquel (Al/Ni). A reação de oligomerização de eteno com o complexo imobilizado, em nossas condições reacionais, conduz à produção de 1-buteno com a seletividade de 84% para o sistema Ni- [Al] - MCM- 41, 75% para os sistemas Ni-SiO2, quando em condições similares e em meio homogêneo a seletividade em 1-butene é 67%. Para as reações com o propeno é observada uma grande variação dos produtos principais obtidos dependendo da natureza da vizinhança do complexo de níquel: para o sistema Ni-SiO2-180, Ni- [Si] - MCM-41 e em meio homogêneo, nas mesmas condições, os produtos principais são respectivamente, trans-4-metil-2-penteno, cis- 4-metil-2-penteno e 2 - metil-2-penteno. O sistema homogêneo é o mais ativo e isomerizante e produz preferencialmente dímeros lineares enquanto o sistema Ni- [Si] - MCM-41 é o mais capaz de produzir dímeros ramificados (14% 2.3 dimetil-1-buteno). / This manuscript presents the study of oligomerization reaction of ethene and propene catalyzed by the immobilized Ni(MeCN)6(BF4)2 complex into the inorganic supports [Si]-MCM-41, [Al]-MCM-41 and SiO2, associated with the alkylation agents AlEt3 (ethene oligomerization) and Al2Et3Cl3 (propene oligomerization). The supported systems were evaluated in slurry using dichloromethane and chlorobenzene as solvents in a semicontinuous reactor kept under constant pressure of ethene or propene. DRIFT and XPS characterizations of the supported systems using [Si]-MCM-41 and [Si,Al]-MCM-41 provided evidences of the presence of different active species and have shown that the coordination sphere of the nickel is modified by the support nature. TEM e XRD analyses indicated that the organization of the pores of MCM-41 is not modified after the immobilization of the complex. N2 adsorption analyses demonstrated that the immobilization of the complex takes place within the pores of the supports MCM-41 and SiO2. The catalytic tests have shown that these new systems are active in ethene and propene dimerization and trimerization. The concentration of alkylation agents affects the selective production of 1-butene and catalyst activity in propene oligomerization reactions. Experiments carried out with the same complex and the same alkylation agent in a homogeneous system were also investigated. Significant differences are observed in term of catalytic activity, selectivity and sensitivity regarding alkylation agent/ nickel complex (Al/Ni) ratio. The ethene oligomerization reaction performed with the immobilized complex led to the production of 1-butene with the selectivity of 84% for the Ni-[Al]-MCM-41 system and of 75% for the Ni-SiO2 systems, while in similar conditions, for homogeneous reactions, the selectivity in butene-1 is 67%. For propene reactions, no great variation of the main products are observed when Ni-SiO2-180, Ni-[Si]-MCM-41 and homogeneous systems are compared: for same experimental conditions, the main products are respectively, trans-4- methyl-2-pentene, cis-4-methyl-2-pentene and 2-methyl-2-pentene.The homogeneous system is the most active and isomerizing and presents the trend to produce linear dimers while the system Ni-[Si]-MCM-41 is more able to product branched products (14% 2,3-dimethyl-1- butene).

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-25T17:36:19Z No. of bitstreams: 1 2015_ViniciusMoreiraMello.pdf: 2853380 bytes, checksum: 5731c0aa2833a386f839c3f3fbc9c740 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-07-03T21:44:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ViniciusMoreiraMello.pdf: 2853380 bytes, checksum: 5731c0aa2833a386f839c3f3fbc9c740 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-03T21:44:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ViniciusMoreiraMello.pdf: 2853380 bytes, checksum: 5731c0aa2833a386f839c3f3fbc9c740 (MD5) / O tratamento térmico acima de 260 °C dos triacilglicerídeos demonstrou que a formação de materiais com alta massa molar (polímeros) e de baixa (bio-óleos) estão correlacionado e ocorrem ao mesmo tempo, sendo dependentes da temperatura, tempo reacional, pureza da matéria prima e presença de catalisador. Utilizando a variação da viscosidade, foi possível observar que o aumento da massa molar é inicialmente favorecido, ocorrendo predominantemente nas reações com temperaturas próximas a 300 °C e nos tempos iniciais nas reações a temperaturas mais altas. A decomposição ocorre em paralelo à polimerização e passa a ser expressiva em temperaturas próximas de 350 °C e nas reações com tempo prolongado. Observou-se também que complexos de Ni2+, Pb2+, Al3+, Ni2+, Mn2+ e Zn2+, aumentam a quantidade de bio-óleo produzidos em até 20% e de polímeros com viscosidade de até 46% superiores as obtidas nas reações sem catalisador. As informações obtidas indicam que os íons de metais favorecem a decomposição dos grupos ésteres e a formação de ácidos carboxílicos. Ao avaliar os ácidos graxos, o aumento de viscosidade é exponencial e ocorre paralelamente a decomposição dos grupos ácidos carboxílicos. Ao tratar termicamente os ésteres metílicos, observou-se um perfil de linear de aumento de viscosidade, com maior inclinação da reta ao se aumentar a temperatura. Análises por espectroscopia na região do infravermelho indicaram que, para as três matérias primas estudadas, as duplas ligações na conformação cis são consumidas durante todo o tempo reacional, tendo como intermediários duplas ligações na conformação trans e trans-trans conjugadas. Em paralelo, foi demonstrado que os radicais formados a partir da decomposição dos ácidos carboxílicos, atuam como catalisadores nas reações de polimerização dos ésteres metílicos e nas reações de polimerização e decomposição dos triacilglicerídeos. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The thermal treatment above 260 ° C of triacylglycerides demonstrated that the formation of materials with high molecular (polymer) and low (bio-oil) weight are correlated and occur at the same time being dependent on temperature, reaction time, purity of the raw material and the presence of a catalyst. Using the variation in viscosity was observed that the increase of molar mass is initially favored at temperatures around 300 °C and at higher temperatures in the inicial times. Decomposition occurs in parallel to polymerization and becomes significant next to 350 °C and in the reactions with prolonged times. It was also observed that complex Ni2+, Pb2+, Al3+, Ni2+, Mn2+ and Zn2+, increases the amount of bio-oil produced by 20% and polymers having a viscosity of up to 46% higher than those obtained in without catalyst reactions. Information obtained indicates that metal ions increase the decomposition of ester groups and the formation of carboxylic acids. When evaluating the fatty acids, the viscosity increase is exponentially and occurs in parallel with decomposition of the carboxylic acid groups. By thermally treating the methyl ester, there was a linear increase viscosity profile, with a greater slope of the line by increasing the temperature. Analysis by infrared spectroscopy indicated that the region for the three materials studied, the double bonds in cis conformation are consumed during the reaction time, taking as intermediates double bonds in the trans conformation and trans-trans conjugated. In parallel, it was demonstrated that the radicals formed from the decomposition of carboxylic acids act as catalysts in polymerization reactions of methyl esters and the polymerization reactions and decomposition of the triacylglycerides.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3949.pdf: 14912363 bytes, checksum: 74603ee22b1b95849f34a28e1a73f179 (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / Currently, the amount of contaminants (such as sulfur, nitrogen and aromatics) in diesel oil is strictly controlled, due to their impact on pollutant emissions. The most important process used to meet fuel specifications regarding contaminants is the catalytic hydrogenation, specifically hydrotreatment (HDT). Optimization of the HDT process can benefit from reliable kinetic models of the hydrodesulfurization (HDS) and hydrodenitrogenation (HDN) reactions, among others. Modeling the HDS and HDN reactions is a complex task, as these occur in triphasic media and it is difficult to determine the composition of diesel oil. Fenomenological models demand a huge experimental effort on generation of data to estimate transport parameters or the utilization of empirical correlations, frequently developed under conditions dissimilar to those of an HDT process. Additionally, utilization of detailed kinetic models is unfeasible, due to the complexity of the reactional mixture. Consequently, pseudo-homogeneous models are largely employed, as they are simpler than heterogeneous models. The equations used to described HDS and HDN kinetics are based on power-law or Langmuir-Hinshelwood terms, Lumping of sulfur or nitrogen compounds into a single pseudo-component does not allow for extrapolation of a model adjusted to a given feed to other feeds, independently of the type of model (homo- or heterogeneous) and equation of reaction rate (power-law or Langmuir-Hinshelwood) employed. However, it is interesting to use a single heteroatomic pseudo-component in the models, as a reduced demand for experimental data enhances the potential for application of the models, given that the model-feed specificity is overcome. In the present work, generalization of pseudo-homogeneous models employing power-law based kinetic rates was accomplished through the inference of apparent kinetics parameters using seven macro-properties of the feeds, which were: density at 20oC; viscosity at 20oC; total sulfur concentration; total and basic nitrogen concentrations; total aromatics content; and temperature of 90% vaporization of the simulated distillation curve. Conventional artificial neural networks (feedforward multilayer perceptrons) performed the inference. Experimental data are scarce, mainly due to the high cost of experimentation, inducing the development of a methodology for dataset enlargement, based on statistical variability of the kinetic parameters and macro-properties. Dataset enlargement made possible the development of independent neural networks for prediction of each kinetic parameter, correctly capturing correlations among macroproperties and the parameters. Two different groups of neural networks were developed, one with higher complexity networks (expressed by a larger number of hidden neurons) and another with simpler ones (possessing fewer hidden neurons). Both were capable of capturing the aforementioned correlations, even though the simpler networks filter out the majority of the disturbances applied to the inputs. / Atualmente, a presença de contaminantes como enxofre, nitrogênio e aromáticos no óleo diesel é severamente controlada, devido ao impacto destes contaminantes nas emissões de poluentes. O processo mais importante para atender às especificações relacionadas a esses contaminantes é a hidrogenação catalítica, especificamente o hidrotratamento (HDT). A otimização do processo de HDT pode se beneficiar de modelos cinéticos confiáveis das reações de hidrodessulfurização (HDS) e hidrodesnitrogenação (HDN), entre outras. A modelagem das reações de HDS e HDN é complexa, pois o processo ocorre em meio trifásico e devido à dificuldade da determinação da composição do óleo diesel. Modelos fenomenológicos demandam grande esforço experimental na geração de dados para estimação dos parâmetros de transporte ou a utilização de correlações empíricas nem sempre obtidas em condições semelhantes ao HDT. Além disso, a complexidade da mistura reacional torna inviável a utilização de modelos cinéticos detalhados. Em consequência, modelos pseudo-homogêneos, por sua simplicidade em comparação aos modelos heterogêneos, têm sido largamente empregados. As equações usadas para descrever a cinética das reações de HDS e HDN são do tipo lei de potências ou Langmuir-Hinshelwood. Seja na modelagem heterogênea ou homogênea, utilizando a cinética tipo lei de potências ou Langmuir-Hinshelwood, a caracterização dos compostos de enxofre ou nitrogênio por um único pseudo-componente não possibilita a extrapolação de modelos ajustados a uma carga a outras diferentes. A utilização de um único pseudo-componente heteroatômico, entretanto, é interessante, pois a carga analítica reduzida potencializa a sua aplicação, desde que seja superada a especificidade carga-modelo. Neste trabalho, a generalização de modelos pseudo-homogêneos com cinética do tipo lei de potências foi conseguida através da inferência de seus parâmetros de cinética aparente a partir de sete macro-propriedades das cargas. As macro-propriedades utilizadas foram: densidade a 20C, viscosidade a 20C, concentração de enxofre total, concentrações de nitrogênio total e básico, aromáticos totais e temperatura 90% da destilação simulada. Redes neurais artificiais convencionais (feedforward multilayer perceptrons) foram aplicadas para inferência. Devido ao alto custo do levantamento de dados experimentais, estes são escassos, o que motivou o desenvolvimento de uma metodologia para ampliação das informações, com base nas variabilidades estatísticas dos parâmetros cinéticos e das macro-propriedades. Após a ampliação dos dados, foi possível construir redes neurais independentes para cada parâmetro, que identificaram corretamente as correlações entre as macro-propriedades e os parâmetros cinéticos da reação de HDS. Dois grupos de redes foram construídos, um com maior complexidade, expressa no maior número de neurônios, e outro mais simples, com menos neurônios. Ambos foram capazes de identificar as correlações, porém as redes menos complexas filtram grande parte das perturbações impostas nas variáveis de entrada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4980.pdf: 7065089 bytes, checksum: cc04d2b559d352db6282feb57da9b92c (MD5) Previous issue date: 2013-09-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work shows a new technique applied to the synthesis of heterogeneous catalysts MCM-41 containing basic alkylammonium cations and the study of stability in the transesterification reactions of monoesters. MCM-41 was developed by Mobil Oil Corporation in 1992 due to demand for materials with pore diameters in the range of mesoporous and is characterized by the arrangement of hexagonally ordered channels. Its synthesis involves precursors such as silicon source, hydroxyl source and surfactant, this latter in aqueous solution assumes the provision more favorable to their bi-functional character, forming a structure called a micelle. Recent polls show MCM-41, containing alkylammonium cations as an excellent base catalyst in fine chemistry and applicability in the production of biodiesel possessing strong basic sites related to the presence of anions siloxy ≡SiO- from interacting with the surfactant alkylammonium cations. The potential for reuse of heterogeneous catalysts brings economic benefits to the chemical processes involved, but the stability is needed in the different uses and leaching of these cations to the reaction observed in the different uses of the catalysts MCM-41 CTA+ reconciled to the loss of catalytic activity observed in literature motivated the search for new methods of synthesis with the aim of setting alkylammonium cations (CTA+) in the catalyst micelles. With this objective the styrene was used in synthesizing and expanding agent micellar enabling it inside the micelles and subsequent polymerization. X-ray diffraction, infrared spectroscopy in the region, elementary chemical analysis (CHN) techniques were used for characterization of new materials poly (styrene)-MCM-41 CTA+. The new catalysts provide high conversions (82%) transesterification of monoester (ethyl acetate) and methanol (1:6) at 50 ° C and were more stable catalytic achieving the proposed objective. / O presente trabalho apresenta o estudo uma nova técnica aplicada à síntese dos catalisadores heterogêneos básicos MCM-41 contendo cátions alquilamônio e o estudo da estabilidade nas reações de transesterificação de monoésteres. A MCM-41 foi desenvolvida pela Mobil Oil Corporation em 1992 devido à demanda por materiais com diâmetros de poros na faixa dos mesoporos e se caracteriza pelo arranjo de canais ordenados hexagonalmente. Sua síntese envolve a utilização de precursores com fonte de silício, fonte de hidroxila e de surfactante, sendo que este último em solução aquosa assume a disposição mais favorável à sua característica bifuncional, formando uma estrutura denominada micela. Pesquisas recentes apresentam a MCM-41 contendo cátions alquilamônio, como um excelente catalisador básico com aplicabilidade na química fina e produção de biodiesel, devido à presença de sítios básicos fortes, relacionados à interação de ânions siloxi ≡SiO- provenientes da interação com cátions alquilamônio do surfactante. O potencial de reutilização dos catalisadores heterogêneos agrega vantagens econômicas aos processos químicos envolvidos, porém a lixiviação desses cátions para o meio reacional foi observada nos reusos dos catalisadores CTA-MCM-41. Consequentemente ocorre a perda de atividade catalítica o que tem motivado a busca de novas metodologias de síntese com o objetivo de fixar cátions alquilamônio CTA+ nas micelas do catalisador. Com este objetivo o estireno foi utilizado na síntese se alojando no interior das micelas e em seguida submetido a radiação ultravioleta para o processo de polimerização. Difratometria de raios X, espectroscopia na região de infravermelho, espalhamento de raios X a pequenos ângulos, análise química (C H N), fisissorção de nitrogênio, microscopias eletrônicas foram as técnicas utilizadas para caracterização dos novos materiais CTA-MCM-41 contendo poliestireno. Os novos catalisadores forneceram altas conversões (82 %) na transesterificação de monoéster (acetato de etila) com metanol (1:6) a 50 °C e mostraram-se mais estáveis alcançando o objetivo proposto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2659.pdf: 1803100 bytes, checksum: f6fd0c345cf0740fa299b0ae10596475 (MD5) Previous issue date: 2009-08-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Alumina supported cobalt catalysts were prepared, characterized and applied in ethanol steam reforming for hydrogen production. The support and the supported catalysts were prepared, respectively, by the solvothermal and precipitation, impregnation and deposition-precipitation methods. Contents of 8 and 15% wt of cobalt were used in the preparation of the catalysts. The cobalt was added by impregnation and deposition-precipitation in the Al2O3 supports using a Co(NO3)2.6H2O solution. The solids were characterized by X-Ray Dispersive Spectroscopy (EDX), Temperature-Programmed Reduction with H2 (TPR-H2), X-Ray Diffraction (XRD), BET Nitrogen Adsorption and Temperature Programmed Oxidation (TPO). The results indicated that the preparation method and the treatment conditions of samples were appropriate for obtaining the wanted compounds. Co3O4 phase was verified for all catalysts through analyses of XRD and TPR-H2 results. Catalytic tests were performed by varying the temperature from 450 to 600°C, with water:ethanol molar ratio of 3:1. The ethanol conversion was superior of 99%, with greater hydrogen yield at 600°C. The lower carbon deposition was observed in catalysts prepared with solvothermal/impregnation methods at 450°C. / Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobalto suportados em alumina, com o objetivo de avalia-los no processo de reforma a vapor do etanol para producao de hidrogenio. Os suportes e os catalisadores suportados foram preparados, respectivamente, pelos metodos solvotermico e precipitacao, impregnacao e deposicao-precipitacao. Na preparacao dos catalisadores utilizou-se teor de 8% e 15% em massa de cobalto, que foi adicionado por impregnacao e deposicao- precipitacao, usando solucao aquosa de Co(NO3)2.6H2O. Para caracterizacao dos solidos, as tecnicas utilizadas foram Espectroscopia Dispersiva de Raios-X (EDX), Reducao a Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Difracao de Raios-X pelo metodo do po (DRX), Adsorcao de Nitrogenio pelo metodo B.E.T e Oxidacao a Temperatura Programada (TPO). Os resultados indicaram que o metodo de preparacao e as condicoes de tratamento das amostras foram adequados para obtencao dos compostos desejados. Atraves dos resultados de DRX e RTP-H2 verificou-se a formacao da fase Co3O4 em todos os catalisadores. Os testes cataliticos foram realizados variando-se a temperatura de 450 a 600°C e razao molar agua:etanol na alimentacao igual a 3:1. A conversao do etanol foi sempre superior a 99%, com maior rendimento a hidrogenio a 600°C. Observou-se baixa deposicao de carbono nos catalisadores preparados pelos metodos solvotermico/impregnacao a 450°C.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-10Bitstream added on 2014-06-13T20:59:15Z : No. of bitstreams: 1 modestojunior_o_me_araiq.pdf: 832017 bytes, checksum: a5d74d2b4e6df26fab96ab6883b274c0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O controle de microorganismos em determinados ambientes é um fator essencial para a conservação de alimentos e prevenção de patologias humanas. Diversos métodos de controle da presença de microorganismos já foram desenvolvidos e são amplamente utilizados; porém, cada um deles tem uma limitação, suscitando a busca por outros meios. Assim, o objetivo desse trabalho é o de avaliar o efeito da adição de metais de transição (Pd, Ag e Fe) ao TiO2 na desinfecção em fase gasosa pela fotocatálise heterogênea. Os ensaios foram realizados num reator que propiciou uma área de 720 cm2 de fotocatalisador e 16 watts de luz UV; a névoa de microorganismos após tratamento foi colhida em água estéril e sua quantificação foi realizada por semeadura em Plat Cont Agar. Dentre os fotocatalisadores preparados com o TiO2 comercial P25, os melhores resultados foram obtidos empregando-se o TiO2 com paládio fotodepositado, inativando respectivamente, E. coli, S. aureus e B. subtilis numa taxa de 53%, 91% e 90%, contra 46%, 30% e 31% para o TiO2 puro, demonstrando que a interação com o paládio produziu um efeito sinérgico aumentando a eficiência do fotocatalisador puro em até 200%. Considerando-se os fotocatalisadores sintetizados a partir do tetraisopropóxido de titânio, os melhores resultados foram obtidos com o TiO2 dopado com ferro, inativando respectivamente, E. coli, B. subtilis e S. aureus numa taxa de 48%, 48% e 47%, contra 31%, 22% e 25% para o TiO2 puro, mostrando que também neste caso ocorre um efeito sinérgico aumentando a eficiência do fotocatalisador em até 120%. Não há diferenças significativas (teste t) entre as radiações de 254 e 365 nm tanto para os ensaios de controle, utilizando somente radiação UV, quanto aquele com fotocatalisador irradiado, atribuída ao breve período de exposição de 15 segundos. / The control of microorganisms in certain atmospheres is an essential factor for the conservation of foodstuff and prevention of human pathologies. Several methods of control of the presence of microorganisms have already been developed and they are widely used, however, each one of them has a limitation, prompting the search for other alternatives. Thus, the objective of this work is to evaluate the effect of the addition of transition metals (Pd, Ag and Fe) to TiO2 in the disinfection in gaseous phase by heterogeneous photocatalysis. The experiments were carried out in a reactor that provided a photocatalyst area of 720 cm2 and 16 watts of UV light; the mist of microorganisms after treatment was collected in sterile water and its quantification was made by innoculation in Plat Cont Agar. Among the prepared photocatalysts from commercial TiO2 P25, the best results were obtained by the use of TiO2 with Pd, inactiving respectively, E. coli, S. aureus and B. subtilis in a rate of 53%, 91% and 90%, against 46%, 30% and 31% for pure TiO2, demonstrating that the interaction with the Pd produced a synergistic effect increasing the efficiency of the pure photocatalyst up to 200%. Considering the photocatalyst synthesized starting from the titanium tetraisopropoxide, the best results were obtained with TiO2 doped with iron, inactivating respectively, E. coli, B. subtilis and S. aureus in a rate of 48%, 48% and 47%, against 31%, 22% and 25% for pure TiO2, showing that also in this case a synergistic effect increasing the efficiency of the photocatalyst in up to 120% occurs There are no significant differences (test t) between the radiations of 254 and 365 nm either for the control experiments using only UV radiation or those with irradiated photocatalyst, attributed to the brief exposure period of 15 seconds.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1916067 bytes, checksum: e4045cc0ffe2f947f30aea1666f195a2 (MD5) Previous issue date: 2009-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Air pollution is of great concern to all of us, and among the main causes are the gases emitted from fossil fuels burning. Therefore, the search for clean technologies is of prime importance nowadays. Thus, in the present work the reaction mechanism for the hydrodesulfurization is investigated. Such reaction is widely used in oil refinery, where new materials, with lowest cost and greater range of application, are searched for. This reaction causes the reduction of hydrocarbons containing sulfur-based functional groups, such as thiols, sulfides and thiophenes, releases hydrogen sulfide, and is catalyzed by molybdenum sulfides or oxides. Since the absorption of SOx compounds is harmful to health and environment, the levels of these types of compounds should be considerably reduced, according to the Kyoto Protocol and the current legislation. In the present study, the hydrodesulfurization reaction involving thiophene is investigated through the use of Quantum Chemical Methods. A mechanism is proposed, using the MoO3, NiMoO4 and CrMoO4 compounds as catalysts. Besides, the effects of Mo6+, Ni2+ and Cr2+ ions are analyzed and also, a mechanism is proposed, considering Thermodynamic and Kinetic Chemistry aspects, once they are not completely established in literature. Geometry optimization and harmonic frequency calculations are performed using the PM6 method, implemented in MOPAC2007. The catalysts structures are built from experimental data provided by the Inorganic Crystal Structure Database. Reaction enthalpies, entropies, Gibbs free energies, as well as activation and reaction energies are computed. Some results of this work comprehend values referring to absortion energies for the catalysts MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, corresponding to -117.23, -115.26 and -407.14 kJ mol-1, respectively, originating the following stability order: Cr > Mo > Ni. / A atmosfera sofre graves efeitos oriundos da poluição gerada, principalmente, pelos gases procedentes dos combustíveis fósseis. Por conseguinte, a busca por tecnologias limpas é de suma importância na contemporaneidade. Pertinente a esse fato, o trabalho em questão investiga o mecanismo para a reação de hidrodessulfurização, que é empregada nas refinarias de petróleo, onde são averiguados novos materiais, com custos menos onerosos e de maior aplicabilidade. A partir dessa reação, reduzem-se hidrocarbonetos que contêm grupos funcionais contendo enxofre, como tióis, tiofenos e sulfetos, liberando gás sulfídrico, sendo promovida por sulfetos ou óxidos de molibdênio. A absorção dos compostos SOX causa efeitos prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, de modo que os níveis desses compostos devem ser reduzidos consideravelmente, conforme o Protocolo de Kyoto e a legislação vigente. Neste estudo teórico, a reação de hidrodessulfurização envolve o tiofeno, empregando os catalisadores MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, a fim de avaliar o efeito dos íons Mo6+, Ni2+ e Cr2+, além de propor o mecanismo para a mesma, considerando os aspectos da Termodinâmica e da Cinética Química, visto que o mesmo não é estabelecido completamente pela literatura. Para otimização de geometria e cálculos das frequências harmônicas, utilizou-se o método PM6, incorporado ao MOPAC2007. Os catalisadores foram construídos a partir de dados experimentais oriundos do Inorganic Crystal Structure Database, tornando a estrutura de cada catalisador inédita para este tipo de investigação. Resultados como entalpia, entropia, energia livre de Gibbs, energia de ativação e de reação foram averiguados. Alguns resultados deste trabalho, englobam os valores referentes às energias de adsorção para os catalisadores MoO3, MoO3:Ni e MoO3:Cr, que corresponderam a -117,23, -115,26 e -407,14 kJ mol-1, respectivamente, originando a seguinte ordem de estabilidade: Cr > Mo > Ni.

Catalisadores de óxido de vanádio suportados sobre titânia foram preparados pelo processo sol-gel. A secagem do material foi efetuada em condições supercríticas (aerogel) e pelo método convencional (xerogel). As características texturais foram determinadas por adsorção de N2 à 77K para obtenção de isotermas de adsorção, área superficial BET, distribuição, forma e tamanho de poros. A morfologia do material foi verificada por microscopia eletrônica de varredura. A estrutura e a identificação dos grupos superficiais foram determinadas por difratometria de raios-X e espectroscopia de infravermelho. Obteve-se sólidos com áreas superficiais ate três vezes superiores que os valores médios encontrados na literatura. Porosidade de ate 300 cm3g-1 para os aerogéis. Três tipos de espécies vanádio foram identificados nos catalisadores: grupos superficiais vanadis monoméricos, grupos vanadatos poliméricos e cristalitos de V2O5. O suporte e formado por TiO2 nas formas anatásio e rutilo com predominância da primeira forma nos aerogeis. A análise de microscopia mostrou urna granulometria ligeiramente esférica com partículas em torno de 6OMEGAm e boa dispersão do óxido de vanádio sobre a titânia. / In this work, catalysts of V2O5/ TiO2 were obtained by sol-gel method, and dried under two different conditions: supercritical (aerogel) and conventional one (xerogel). The textural characterization was carried out by adsorption of N2 at 77K, determining the adsorption isotherm, BET surface area and size, shape and distribution of porous structure. The morphology of synthesized material was studied by SEM, the structure and surface groups were characterized by XDR and FTIR, respectively. The surface area was about three time of reported in the literature. The porosity achieves values of 300 cm3g-1for aerogels. Three surface species were identified for vanadium: monomeric vanadyl, polymeric vanadates groups and V2O5 in crystallites forms. Two different forms of crystallization, rutile and anatase, were found for TiO2 support, being the first of them predominant for aerogels. The analysis of SEM micrographies exhibited a spheric granulation of particles of about 6OMEGAm and showed a good dispersion of vanadium oxide on titanium.

Este trabalho trata do estudo das reações de oligomerização de eteno e propeno catalisada pelo complexo Ni(MeCN)6(BF4)2 imobilizado por adsorção seletiva nos suportes inorgânicos [Si]-MCM-41, [Al]-MCM-41 e SiO2 associados aos agentes alquilantes AlEt3 (oligomerização de eteno) e Al2Et3Cl3 (oligomerzação de propeno). Os sistemas suportados são avaliados em suspensão de diclorometano e clorobenzeno em um reator semicontínuo com alimentação à pressão constante de eteno ou propeno. A caracterização por a DRIFT e XPS dos sistemas suportados em [Si] - MCM-41 e [Si, Al] - MCM-41 demonstra a presença de espécies ativas diferentes e mostra que a esfera da coordenação de níquel é modificada pela natureza do suporte. As análises de TEM e XRD demonstram que a organização dos poros dos sistemas MCM-41 é mantida após a imobilização do complexo. A análise da adsorção do N2 demonstra que a imobilização do complexo ocorre dentro dos poros dos sistemas suportados em MCM-41 e SiO2. Os resultados que referem os testes catalíticos demonstram que estes novos sistemas são ativos na dimerização e na trimerização do eteno e do propeno. Os resultados que referem os testes catalíticos demonstram que estes novos sistemas são ativos na dimerização e na trimerização do eteno e do propeno. A concentração dos agentes de alquilação revela ser um parâmetro muito sensível em relação à produção seletiva de 1-buteno e à atividade das reações de oligomerização do propeno. São apresentados, para a comparação, resultados das experiências conduzidas em fase homogênea com o mesmo complexo e o mesmo agente de alquilação. Diferenças significativas são observadas em termos de atividade catalítica e de seletividade em relação à variação da proporção relativa agente de alquilação / complexo de níquel (Al/Ni). A reação de oligomerização de eteno com o complexo imobilizado, em nossas condições reacionais, conduz à produção de 1-buteno com a seletividade de 84% para o sistema Ni- [Al] - MCM- 41, 75% para os sistemas Ni-SiO2, quando em condições similares e em meio homogêneo a seletividade em 1-butene é 67%. Para as reações com o propeno é observada uma grande variação dos produtos principais obtidos dependendo da natureza da vizinhança do complexo de níquel: para o sistema Ni-SiO2-180, Ni- [Si] - MCM-41 e em meio homogêneo, nas mesmas condições, os produtos principais são respectivamente, trans-4-metil-2-penteno, cis- 4-metil-2-penteno e 2 - metil-2-penteno. O sistema homogêneo é o mais ativo e isomerizante e produz preferencialmente dímeros lineares enquanto o sistema Ni- [Si] - MCM-41 é o mais capaz de produzir dímeros ramificados (14% 2.3 dimetil-1-buteno). / This manuscript presents the study of oligomerization reaction of ethene and propene catalyzed by the immobilized Ni(MeCN)6(BF4)2 complex into the inorganic supports [Si]-MCM-41, [Al]-MCM-41 and SiO2, associated with the alkylation agents AlEt3 (ethene oligomerization) and Al2Et3Cl3 (propene oligomerization). The supported systems were evaluated in slurry using dichloromethane and chlorobenzene as solvents in a semicontinuous reactor kept under constant pressure of ethene or propene. DRIFT and XPS characterizations of the supported systems using [Si]-MCM-41 and [Si,Al]-MCM-41 provided evidences of the presence of different active species and have shown that the coordination sphere of the nickel is modified by the support nature. TEM e XRD analyses indicated that the organization of the pores of MCM-41 is not modified after the immobilization of the complex. N2 adsorption analyses demonstrated that the immobilization of the complex takes place within the pores of the supports MCM-41 and SiO2. The catalytic tests have shown that these new systems are active in ethene and propene dimerization and trimerization. The concentration of alkylation agents affects the selective production of 1-butene and catalyst activity in propene oligomerization reactions. Experiments carried out with the same complex and the same alkylation agent in a homogeneous system were also investigated. Significant differences are observed in term of catalytic activity, selectivity and sensitivity regarding alkylation agent/ nickel complex (Al/Ni) ratio. The ethene oligomerization reaction performed with the immobilized complex led to the production of 1-butene with the selectivity of 84% for the Ni-[Al]-MCM-41 system and of 75% for the Ni-SiO2 systems, while in similar conditions, for homogeneous reactions, the selectivity in butene-1 is 67%. For propene reactions, no great variation of the main products are observed when Ni-SiO2-180, Ni-[Si]-MCM-41 and homogeneous systems are compared: for same experimental conditions, the main products are respectively, trans-4- methyl-2-pentene, cis-4-methyl-2-pentene and 2-methyl-2-pentene.The homogeneous system is the most active and isomerizing and presents the trend to produce linear dimers while the system Ni-[Si]-MCM-41 is more able to product branched products (14% 2,3-dimethyl-1- butene).