Neste trabalho foram sintetizadas argilas aniônicas do tipo hidrotalcita com diferentes cátions e ânions pelos métodos de co-precipitação a pH variável e substituição do ânion interlamelar a partir de um precursor previamente calcinado. Os materiais obtidos foram caracterizados através das técnicas de difração de raios X, adsorção de nitrogênio para determinação de área superficial específica, termogravimetria e espectroscopia na região do infravermelho. As argilas aniônicas sintetizadas foram: hidrotalcita, hidróxidos duplos lamelares contendo permanganato, glutamato, cromato, ftalato e hexanitrocobaltato como ânions interlamelares e argilas aniônicas contendo Zn-Al-CO3 e Mg-Fe-CO3. A propriedade conhecida como efeito de memória foi investigada expondo-se ao ar amostras da hidrotalcita submetida a tratamento térmico em 450 e 700 °C. Através de espectroscopia na região do infravermelho observou-se que essas amostras absorveram a umidade e CO2 do ar recuperando a estrutura da hidrotalcita. O processamento a altas pressões foi utilizado no estudo da evolução estrutural da hidrotalcita, usando-se pressões de 2,5; 4,0; 6,0 e 7,7 GPa, e através das análises de difração de raios X e termogravimetria observou-se uma redução no espaçamento basal e que ocorreu fechamento dos poros nas amostras pressionadas. Foram utilizados também meios transmissores de pressão com diferentes hidrostaticidades para se verificar possível amorfização do material e que resultaram na redução no espaçamento basal e variações nas intensidades relativas quando o material estava na forma compacta. Na forma triturada os materiais reproduziram as intensidades relativas da hidrotalcita a pressão atmosférica sendo mais significativa no material em meio mais hidrostático. Não se observou amorfização do material em nenhum dos meios empregados. Estudos com a hidrotalcita e o material resultante do tratamento térmico em 450, 650 e 850 °C também foram realizados em uma única pressão (4,0 GPa) para que fosse investigada a variação na área superficial específica destes materiais. A influência da alta pressão sobre o efeito de memória também foi verificada. Amostras de hidrotalcita e do material tratado termicamente foram pressionadas em 2,5 e 7,7 GPa e, na forma compacta e triturada, ficaram expostas ao ar e em contato com água. As amostras pressionadas foram prejudicadas em seu efeito de memória. Dentre as possíveis aplicações da hidrotalcita foi realizado o estudo de adsorção dos íons cromato e permanganato, dos corantes azul de metileno e vermelho congo e também a clarificação de um efluente real de indústria têxtil. As isotermas de adsorção foram analisadasaplicando-se os modelos de Langmuir e Freundlich. Os estudos mostraram que corantes aniônicos são mais facilmente adsorvidos que os demais corantes e que as argilas calcinadas apresentam maior capacidade de adsorção. Tanto a argila, quanto o material calcinado obtiveram bom desempenho na redução da cor do efluente industrial. / In this work, anionic clays, also called hydrotalcite-like compounds with different cations and anions, were synthesized by two methods: coprecipitation with variable pH and substitution of interlayer anion from a sample previously calcined. The obtained materials were characterized through the techniques of X-ray diffraction, nitrogen adsorption for determination of specific surface area, thermogravimetry and infrared spectroscopy. The anionic clays synthesized were: hydrotalcite, layered double hydroxides containing permanganate, glutamate, chromate, phthalate and hexanitrocobaltate as interlayer anion and anionic clays containing Zn-Al-CO3 and Mg-Fe-CO3. The property known as memory effect has been investigated exposing to air samples of the hydrotalcite submitted to thermal treatment in 450 and 700 °C. By infrared spectroscopy it was observed that these samples had absorbed humidity and CO2 from the air, having recouped the structure of the hydrotalcite. The processing at high pressures 2.5; 4.0; 6.0 and 7.7 GPa was used for the study of the structural evolution of the hydrotalcite. The analyses by X-ray diffraction and thermogravimetry showed a reduction in the basal spacement and the closing of the pores in the pressured samples.Pressure-transmitting media with different hydrostaticity were also used to verify a possible amorphization of the material they resulted a reduction in the basal spacement and variations in the relative intensities when the material was in the compact form. In the triturated form the materials had reproduced the relative intensities of the hydrotalcite at atmospheric pressure being more significant in the medium material with more hydrostaticity. The hydrotalcite and the material produced by thermal treatment at 450, 650 and 850 °C had been also carried through at pressure of 4,0 GPa in order to investigate the variation in the specific surface area of these materials. The influence of the high pressure on the memory effect was also verified. Samples of hydrotalcite and the thermal treated material were pressed at 2.5 and 7.7 GPa. After that, the compact and the triturated form, were exposed to air and placed contact with water. The pressed samples had been partially lost its effect of memory. Among the possible applications of the hydrotalcite it was investigated the adsorption of ions chromate and permanganate, and the adsorption of methylene blue and congo red dyes. The clarification of an effluent of textile industry was also performed. The adsorption isotherms were analyzed using the models of Langmuir and Freundlich. The studies showed that anionics dyes were more easily adsorved than the others dyes and that calcined clays showed greater adsorption capacity.

Uma das principais aplicações do metano é a produção de gás de síntese, mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. Três processos podem levar à formação de gás de síntese a partir do metano: reforma a vapor, reforma com CO2 e oxidação parcial. Vários catalisadores de metais não-preciosos foram estudados para os processos de reforma, embora a deposição de carbono ou a sinterização do metal sempre esteja presente. Catalisadores obtidos de precursores do tipo hidrotalcita têm se mostrado resistentes à coqueificação nas reações de reforma a vapor do metano, podendo ser aplicados ao processo combinado de reforma e oxidação parcial de metano para obtenção de gás de síntese, com potencial para minimizar as dificuldades inerentes aos processos: altas temperaturas e desativação do catalisador. Catalisadores de níquel e de cobalto, obtidos a partir de precursores do tipo hidrotalcita, com a adição de cério e de lantânio como promotores, foram preparados, caracterizados e aplicados em testes catalíticos nas reações de reforma a vapor, oxidação parcial e reforma oxidativa do metano, com o intuito de avaliar a atividade e estabilidade destes catalisadores e o efeito dos promotores. Os catalisadores não-promovidos foram obtidos por três métodos: método tradicional, método da co-precipitação com quelato, e troca-ânionica. A adição de promotores foi feita por troca-aniônica. Os compostos foram caracterizados por Energia dispersiva de Raios-X , Área Superficial Específica Total, Análise Termogravimétrica, Difração de Raios-X, Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho, Redução a Temperatura Programada, Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X, Espectroscopia de Absorção de Raios-X e testes catalíticos com as reações de Reforma a vapor do metano, com razões molares de alimentação H2O:CH4= 4:1; 2:1 e 0,5:1, Oxidação Parcial do metano com razões molares de alimentação CH4:O2=2:1 e 4:1 e Reforma oxidativa do metano com razão molar de alimentação CH4:H2O:O2= 4:4:1. Os catalisadores mostraram-se ativos nas reações de reforma a vapor do metano, com exceção dos catalisadores de cobalto que não foram ativos para a razão de alimentação H2O:CH4= 4:1. A adição de promotores favoreceu a reação de deslocamento gás-água. Nas reações de oxidação parcial do metano, os catalisadores foram ativos para a razão de alimentação CH4:O2=4:1, com considerável redução na velocidade de formação de carbono para os catalisadores promovidos. Na reforma oxidativa do metano, o acoplamento levou a um favorecimento na seletividade para formação de CO2 e a uma maior velocidade de formação de carbono. / One of the most important applications of methane is the syngas production, a mixture of H2 and CO. Three processes can lead to syngas formation from methane: steam reforming, CO2 reforming and partial oxidation. Various non-noble metal catalysts were studied in these processes, although the carbon deposition or the metal sinterization is always observed. Catalysts prepared from hydrotalcite precursors have presented resistance to carbon deposition, and considering this aspect they could be applied to the combined process of methane reforming with partial oxidation to produce syngas, with potential to minimize the difficulties of the process: high temperatures and catalyst deactivation. In this work, nickel and cobalt catalysts, prepared from hydrotalcites and promoted with lanthanum and cerium, were prepared, characterized and tested in the reactions of steam reforming, partial oxidation and oxidative reforming of methane, with the goal of evaluating the activity and stability of these catalysts and the effect of promoter addition. The un-promoted catalysts were prepared through three methods: the traditional method, the method of co-precipitation with chelate and the anion-exchange method. The promoter addition was made through the anion-exchange method. The compounds were characterized by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), Specific Surface Area, Thermo gravimetric Analysis, X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), Temperature Programend Reduction (TPR), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-Ray Absortion Spectroscopy (XAS) and catalytic tests using the folowing reactions of methane: steam reforming with molar ratio in feed of H2O:CH4= 4:1; 2:1 and 0,5:1, partial oxidation with molar ratio in feed of CH4:O2=2:1 e 4:1 and oxidative reforming with molar ratio in feed of CH4:H2O:O2= 4:4:1. All catalysts showed activity for methane steam reforming, except the cobalt catalysts, which did not present activity for the reaction with molar in feed of H2O:CH4= 4:1. The promoters addition favored the shift reaction. For the partial oxidation reactions, the catalysts presented activity for molar ratio in feed of CH4:O2=4:1, with pronounced reduction in the velocity of carbon formation for promoted catalysts. In the oxidative reforming, the coupling of the reactions lead to a favoring in the selectivity for CO2 but a higher velocity of carbon formation.\"

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-08T17:11:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1835695 bytes, checksum: bf8f63b434564b64b6fde68bc988c9e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T17:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1835695 bytes, checksum: bf8f63b434564b64b6fde68bc988c9e5 (MD5) Previous issue date: 2015-12-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização do TiO 2 como fotocatalisador apresenta algumas desvantagens como os processos de recombinação elétrons-lacuna, os quais diminuem a sua atividade fotocatalítica; somente ser fotoativado pela radiação na região do UV; e tendência a agregação das suas nanopartículas. Desta forma, este trabalho consistiu-se no preparo de compósitos contendo TiO 2 de forma a obter uma melhoria em suas propriedades funcionais. A atividade fotocatalítica foi significativamente afetada pela quantidade de TiO 2 suportada no hidróxido duplo lamelar de MgAl (hidrotalcita). Várias amostras de fotocatalisadores foram preparadas com diferentes nanopartículas metálicas (Ag, Cu ou Ni). O compósito fotocatalisador mais eficiente foi obtido na forma calcinada, com a relação molar de 2:1:1 (Mg:Al:Ti) e o metal Ag (2%, m/m) sendo denominado por HTC/TiO 2 -Ag(2). Este compósito apresentou aproximadamente 100% de degradação e 85% de mineralização do fenol, em 300 min. Compósitos contendo TiO 2 associado ao óxido de zinco obtido pela calcinação do hidróxido duplo lamelar ternário de MgZnAl também foram preparados com sucesso. Os fotocatalisadores foram avaliados em diferentes razões molares de Zn 2+ /Mg 2+ sendo que o melhor fotocatalisador foi obtido para a razão molar Zn 2+ /Mg 2+ igual a 5% e foi denominado por TiO 2 /MgZnAl-5. Este fotocatalisador removeu aproximadamente 100% de fenol e 80% de COT, em 360 minutos. Os novos compósitos fotocatalisadores preparados neste trabalho apresentaram um sinergismo de efeito ocasionado pelo suporte de hidróxido duplo lamelar, presença das nanopartículas metálicas (Ag, Cu ou Ni) ou óxido de zinco os quais, associados à fotoatividade do TiO 2, resultaram na formação de um compósito com alta capacidade fotocatalítica. Os compósitos apresentaram boa estabilidade após 5 ciclos de reuso, capacidade de recuperação e menor agregação de suas nanopartículas, mostrando assim um potencial promissor para aplicações práticas. / Use of TiO 2 as photocatalyst has some disadvantages such as electron-hole recombination processes which reduces its photocatalytic activity; only be photoactivated by radiation in UV region; and the tendency of aggregation when used as nanopowder. This study consisted in preparing composites containing TiO 2 to obtain an improvement in their functional properties. Photocatalytic activity was affected significantly by the amount of TiO 2 supported on lamellar double hydroxide of MgAl (hydrotalcite). A series of photocatalysts were prepared with different metallic nanoparticles (Ag, Cu or Ni). The most efficient photocatalyst composite was obtained calcined form, molar ratio 2:1:1 (Mg:Al:Ti) and Ag metal (2 wt.%) denominated as HTC/TiO 2 -Ag(2). This composite showed highest efficiency degradation by removing about 100% phenol by analysis via HPLC-DAD and 85% TOC after 300 minutes. Composites containing TiO 2 combined with zinc oxide obtained by the calcination of ternary (MgZnAl) layered double hydroxides were also successfully prepared in this work. The photocatalysts were evaluated at different Zn 2+ /Mg 2+ molar rations and the most efficient photocatalyst was obtained at a Zn 2+ /Mg 2+ equal to 5% (TiO 2 /MgZnAl- 5). This photocatalyst removed approximately 100% phenol and 80% COT after 360 minutes. The new composite photocatalyst prepared in this study showed a synergy effect of the layered double hydroxide support, presence of metal nanoparticles (Ag, Cu or Ni) or zinc oxide associated with photoactivity of TiO 2 , resulting in formation of a composite with high photocatalytic capacity. The composites showed good stability after 5 cycles, reduced agglomeration and ease separation by sedimentation at the end of the processes, thus showing a promising potential for practical applications.

Layered Double Hydroxide (LDH) belongs to a class of ceramic materials that present structure formed by stacked layers of double metals hydroxides and an anion into the lamellar space. They present a large variety of applications possibilities, as industrial, environment, medicine, among others. Non-calcined Mg-Al layered double hydroxide (LDH) with molar ratio, x = Al / (Mg + Al), 0.20, 0.25 and 0.30 were synthesized using co-precipitation method, followed by hydrothermal treatment at a fixed temperature 80ÂC and different aging from 2 to 35 days. The material obtained was characterized by XRD, IR, TG, SEM and EDS. The samples crystallinity was evaluated and particle size was calculated using Scherrer equation. Sorption of anionic acid blue 25 and reactive blue 4 dyes from aqueous solution was investigated for some of the 0.25 molar ratio samples. The purpose of this research was to study the effect of hydrothermal treatment aging conditions on textural properties of synthetic hydrotalcite with different molar ratios and propose a mathematical function to predict crystallite size and crystallinity. This function takes just two of many parameters in consideration: hydrothermal treatment aging time and molar ratio. The obtained as-synthesized samples with a molar ratio 0.20 and 0.25 showed good crystallinity for all the samples. On the other hand the third samples with molar ratio 0.30 showed poor crystallinity, a pronounced shift in the correspondent basal planes peaks 003 and 006, and a broadening in all peaks. The shift in the basal planes was shown to be statistically significant to the others. A non-expected result was found in disagreement with literature: a new crystalline phase was observed in two 0.20 molar ratio samples. MEV and EDS results indicate the existence of a probable amorphous phase in the 0.30 molar ratio samples. The amorphous phase would explain the reduction in crystallinity of this series samples. Just the function to predict the crystallinity was obtained and showed in a 3D and hypsometric graphics. This function may be used to predict a characteristic of a synthesized LDH for an industrial application, like adsorption. / HidrÃxidos Duplos Lamelares (HDL) pertencem a uma classe de materiais cerÃmicos formados por camadas empilhadas de hidrÃxidos metÃlicos com um Ãnion entre os espaÃos lamelares. Apresentam uma grande variedade de possÃveis aplicaÃÃes, na Ãrea industrial, ambiental, medicinal, entre outras. HidrÃxidos Duplos Lamelares (HDL) nÃo calcinados de MagnÃsio e AlumÃnio com razÃo molar x = Al / (Mg + Al), 0,20, 0,25 e 0,30 foram sintetizados utilizando o mÃtodo de co-precipitaÃÃo, seguido por tratamento hidrotÃrmico em temperatura fixa de 80  C e diferente tempos de maturaÃÃo de 2 a 35 dias. O material obtido foi caracterizado por DRX, IV, TG, MEV e EDS. A cristalinidade das amostras foi avaliada e tamanho de partÃcula foi calculado usando a equaÃÃo Scherrer. Foram investigadas adsorÃÃo de corantes Ãcido azul 25 e azul reativo 4 para algumas amostras de razÃo molar 0,25. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do tratamento hidrotÃrmico e condiÃÃes de tempo de maturaÃÃo nas propriedades texturais de hidrotalcita sintetizada com diferentes razÃes molares e propor uma funÃÃo matemÃtica para prever o tamanho de cristalito e cristalinidade. Esta funÃÃo leva apenas dois de muitos parÃmetros em consideraÃÃo: tempo de tratamento hidrotÃrmico e razÃo molar. As amostras obtidas com uma razÃo molar 0,20 e 0,25 apresentaram boa cristalinidade para todas as amostras. Por outro lado, as amostras com razÃo molar 0,30 apresentaram baixa cristalinidade, um pronunciado deslocamento nos picos basais 003 e 006, e um alargamento em todos os picos. O deslocamento desses picos para essa Ãltima amostra foi mostrado ser estatisticamente significativo em relaÃÃo Ãs outras duas. Um resultado nÃo esperado foi encontrado em desacordo com a literatura: uma nova fase cristalina foi observada em duas amostras de razÃo molar 0,20. Os resultados do MEV e EDS indicam que hà uma provÃvel fase amorfa nas amostras de razÃo molar 0,30. A fase amorfa explicaria a reduÃÃo da cristalinidade das amostras dessa sÃrie. Apenas a funÃÃo para prever a cristalinidade foi obtida e mostrada em grÃficos 3D e hipsomÃtricos. Esta funÃÃo pode ser usada para prever caracterÃsticas de um HDL sintetizado para uma aplicaÃÃo industrial, tal como a adsorÃÃo.

O biodiesel é um combustível composto por alquil ésteres de ácidos graxos com vários benefícios ambientais que o tornam um potencial substituto para os combustíveis fósseis derivados do petróleo, podendo ser usado tanto puro quanto em misturas. A rota mais tradicional utiliza a catálise homogênea no processo de transesterificação de triglicerídeos de óleos refinados para conversão à metil/etil ésteres. Esta metodologia tem demonstrado altas conversões. No entanto catalisadores heterogêneos, como as hidrotalcitas, apresentam várias vantagens, especialmente na etapa de separação dos produtos. Neste contexto, foram testados novos catalisadores no processo de transesterificação, com etanol e metanol, para avaliar o desempenho das hidrotalcitas sintetizadas, concentração do catalisador, temperatura e razão molar álcool/óleo. Também foram realizadas análises de volumetria de N2, para a determinação da área específica e volume de poros, e difratometria de raios X. As propriedades ácidas e/ou básicas dos suportes e dos catalisadores foram avaliadas através da reação de decomposição do isopropanol. As reações com metanol apresentaram conversões de até 100% a 65°C e razão molar álcool/óleo de 30 e 10% em massa de catalisador. Já a transesterificação utilizando-se etanol apresentou rendimentos de até 94%, com razão molar de 30:1(álcool/óleo) e 10% em massa de catalisador a 78°C. / Biodiesel is a fuel comprised of alkyl esters of long chain fatty acids with several environmental advantages which turn it a great potential substitute to petroleum-based diesel either pure or in fuel blends. The most traditional route uses homogeneous basic catalysis in transesterification reaction of triglycerides of refined vegetable oils to produce methyl/ethyl esters. This process has demonstrated higher conversions, but heterogeneous catalysts, such as hydrotalcites, have several advantages, especially in the separation step. In this context, this work aims to study the behavior of new catalysts for transesterification process, with methanol and ethanol, using an experimental design to evaluate the performance of synthesized hydrotalcites, catalyst concentration, temperature and alcohol/oil molar ratio. It was also carried out analysis of N2 volumetry, to determine specific area and pore volume, and X-ray difratometry. The acid/basic properties of the support and catalysts were evaluated through isopropanol decomposition reaction. The reaction carried out with methanol showed high conversions (up to 100%), using 65°C, molar ratio alcohol/oil 30 and 10% of catalysts. The transesterification with ethanol showed conversions up to 94% using 78ºC, molar ratio 30:1 (alcohol/oil) and 10% of catalysts.

Óxidos mistos são potencialmente utilizados como catalisadores por apresentarem áreas superficiais específicas elevadas, estabilidade térmica e uma distribuição homogênea dos cátions inseridos na estrutura. Nas últimas décadas tem sido investigado o uso de óxidos metálicos de transição como catalisadores para a oxidação seletiva de alcanos de baixo peso molecular. Atualmente a investigação vem sendo explorada com o uso de vanádio como metal ativo em catalisadores para a produção de parafinas leves. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar óxidos mistos V-Mg-Al. Para a obtenção dos óxidos, foram preparados, como precursores, compostos tipo hidrotalcita (hidróxidos duplos lamelares, LDHs) de Mg-Al intercalados com V2O7 4-, HV2O7 3- e VO3 -. Os precursores tipo hidrotalcitas oligovanadatos pilarizadas foram sintetizados por dois métodos diferentes, dos quais o primeiro consiste em uma reação de coprecipitação sob pH variável, a partir da mistura das soluções de nitrato de magnésio, nitrato de alumínio e metavanadato de sódio. Por este método foram preparados os compostos LDH-MgAl(V2O7)c, LDHMgAl(HV2O7)c e LDH-MgAl(VO3)c. O segundo método foi o de troca aniônica, pelo qual os íons vanadatos substituem os íons interlamelares de um precursor previamente preparado. O precursor foi sintetizado através da mistura das soluções de nitratos de sódio, magnésio e alumínio, e uma solução de metavanadato de sódio foi utilizada para a troca aniônica. O composto LDH-MgAl(V2O7)t foi obtido através deste método. Os precursores foram caracterizados por XRD e TG/DTG. Os catalisadores de óxidos mistos V-Mg-Al foram então obtidos a partir da decomposição térmica dos LDHs, nas temperaturas de calcinação de 450, 550 e 650°C. Todos os catalisadores foram caracterizados por XRD, adsorção de nitrogênio (área específica e volume de poros), espectroscopia Raman, FTIR, DRS-UV-vis, FE-SEM, TPR, e suas propriedades ácidas e básicas foram avaliadas na reação de decomposição do isopropanol. Diferentes espécies de vanadatos foram identificadas nos óxidos mistos V-Mg-Al, pelas análises de XRD, Raman, FTIR e DRS, como V2O5, Mg3V2O8 e ?-Mg2V2O7, entre outras espécies. Pelos resultados da reação de decomposição do isopropanol, foi verificado que a presença de vanádio nas amostras aumentou a atividade catalítica, devido ao aumento dos sítios ácidos gerados por este composto. As amostras MgAl(HV2O7)Yc e MgAl(VO3)Yc, em geral, foram as mais ativas na decomposição do isopropanol, devido à maior densidade dos sítios ativos de VOx. / Mixed oxides are potentially used as catalysts for presenting a high specific surface area, thermal stability and homogeneous distribution of cations introduced in the structure. In the last decades, has been investigated the use of transition metal oxides as catalysts for selective oxidation of alkanes of low molecular weight. Currently, the investigation has been explored through the use of vanadium as the active metal in catalysts for the production of light paraffins. The objective of this work was to prepare and to characterize V-Mg-Al mixed oxide. To obtain the oxides were prepared, as precursors, hydrotalcite-like compounds (layered double hydroxides, LDHs) of Mg-Al intercalated with V2O7 4-, HV2O7 3- andVO3 -. The precursors like pillared oligovanadate hydrotalcites were synthesized by two different methods, of which the first consists in a coprecipitation reaction under variable pH, from the mixture of magnesium nitrate, aluminum nitrate and sodium metavanadate solutions. The LDH-MgAl(V2O7)c, LDH-MgAl(HV2O7)c e LDHMgAl( VO3)c compounds were prepared by this method. The second method was the anion exchange, whereby the vanadate ions replace the interlayer ions of a previously prepared precursor. The precursor was synthesized by mixing solutions of sodium, magnesium and aluminum nitrates, and a sodium metavanadate solution was used for the anion exchange. The LDH-MgAl(V2O7)t compound was obtained by this method. The precursors were characterized by XRD and TG/DTG. Then the V-Mg-Al mixed oxides catalysts were obtained from the LDHs thermal decomposition, in the calcination temperatures at 450, 550 and 650 °C. All catalysts were characterized by XRD, nitrogen adsorption (specific surface area and pore volume), Raman spectroscopy, FTIR, UV-vis-DRS, FE-SEM, TPR, and its acidic and basic properties were evaluated in the isopropanol decomposition reaction. Different vanadate species were identified in the V-Mg-Al mixed oxides, by XRD, Raman, FTIR and DRS analysis, as V2O5, and Mg3V2O8 e ?-Mg2V2O7, among other species. By the results of isopropanol decomposition reaction, it was found that the presence of vanadium in the samples increased the catalytic activity due to the increase of acidic sites generated by this compound. MgAl(HV2O7)Yc e MgAl(VO3)Yc samples, in general, were the most active in the isopropanol decomposition, due to the higher density of VOx active sites.

Hidróxidos duplos lamelares (HDL) ou compostos lamelares do tipo da hidrotalcita, são materiais com estrutura formada pelo empilhamento de camadas de hidróxidos mistos de cátions divalentes e trivalentes contendo ânions hidratados nos espaços entre essas camadas. Os HDL apresentam uma grande diversidade de aplicações podendo ser utilizados como catalisadores ou suporte para catalisadores, trocadores iônicos, antiácidos, adsorventes. A adsorção de tensoativos em interfaces sólido/líquido é um fenômeno amplamente estudado devido à sua relação direta com estabilidade de colóides. A adsorção de tensoativo em superfícies de óxidos minerais é um processo importante no estudo de detergência, flotação de minerais, dispersão/floculação, crescimento de partículas em suspensão, melhoria na recuperação de óleos, lubrificação, cromatografia, entre outros processos. Mesmo sendo a adsorção um processo muito estudado em sólidos como carvão mineral, resinas poliméricas, polímeros, fibras naturais e sintéticas e em óxidos minerais, os trabalhos que tratam da adsorção de tensoativos em HDLs são escassos. Este projeto teve como principais objetivos a síntese e caracterização de HDL de magnésio e alumínio intercalado com ânion carbonato e o estudo das propriedades de adsorção de tensoativos aniônicos sulfonados, dodecilbenzenosulfonato e octilbenzenosulfonato, na superfície deste HDL, investigando o efeito da temperatura, do pH e da força iônica do meio e a influência do tamanho da cadeia hidrofóbica, no processo de adsorção. Para a síntese do HDL foi utilizado o método de coprecipitação a pH variável seguido de tratamento hidrotérmico. O material obtido foi caracterizado através das técnicas de difração de raios-X no pó, espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, adsorção de nitrogênio, análise elementar, e espalhamento de luz. A adsorção foi realizada pelo método de batelada, com o controle dos parâmetros envolvidos. Os resultados de adsorção mostraram que para ambos os tensoativos, as variáveis afetam a adsorção de maneira semelhante. Uma diminuição na quantidade de tensoativo adsorvida é observada em maiores temperaturas e em maiores valores de pH. Quando a adsorção é realizada em maior força iônica, uma maior quantidade adsorvida é observada para ambos os tensoativos estudados, exceto para o caso da adsorção de SDBS em concentrações acima da CMC. Uma competição entre a formação de micelas e a adsorção explica estes resultados. / Layered double hydroxides (LDH) or the hydrotalcite-like compounds are a class of material with structure formed by the stacking of positively charged layers of mixed divalent and trivalent cations hydroxides, containing in the interlayer spaces solvated anions. According to their chemical composition, crystallinity, thermal stability and other physical-chemical properties, the LDH can be used in a wide variety of application areas as catalysts or catalysts support, as antacid, as anionic exchanger, as adsorbents. The adsorption of surfactants at the solid/liquid interfaces has been extensively studied due to its direct relationship with colloids stability. The surfactant adsorption on mineral oxides is an important process in the study of detergency, mineral flotation, dispersion/flocculation, particles growth in suspension, oil recovery enhanced, lubrication and chromatography, among others. Even though this is an extensively studied process, few reports concerning to the adsorption of surfactants on LDH are available in the literature. The aim of this project was the synthesis and characterization of HDL of magnesium and aluminum containing carbonate as the intercalated anions and the adsorption study of sulfonated anionic surfactants, dodecylbenzenesulfonate and octylbenzenesulfonate, on this HDL, investigating the influence of the temperature, of the pH, of the ionic strength media and of the hydrophobic chain length on the adsorption process. The adsorbent was synthesized by the co precipitation method and characterized by PXRD analysis, infrared spectroscopy, TG/DT analysis, specific surface area, zeta potential measurements, and elemental chemical analysis. The adsorption was carried out by the batch method, with the control of the involved parameters. The results of the adsorptions showed that for both surfactants the variables affect the adsorption in a similar way. A decrease in the amount of adsorbed surfactant is observed at higher temperature and higher pH values. At higher ionic strength medium, the amount of adsorption increase for both surfactants, except for SDBS at equilibrium concentration higher than CMC. A competition between the micelle formation and adsorption can explain these results.

O vermelho reativo 120 é um corante sintético muito usado na indústria têxtil. Os efluentes industriais contendo este tipo de composto, podem causar importantes problemas ambientais e de saúde. O presente trabalho objetiva estudar a remoção do vermelho reativo 120 em soluções via adsorção usando três tipos de sólidos: hidrotalcita de magensio-alumunio (HDL-MgAl), magensio-ferro (HDL-MgFe) e hidroxicarbonato de magnésio (HC-Mg). Para tal, foi avaliada a influência dos parâmetros concentração de sólido sorvente (0,05-0,35 g em 100 mL) e tempo de residência (5-120 min). Foram realizados experimentos de adsorção em batelada a fim de determinar as condições operacionais mais adequadas para a remoção do corante vermelho reativo 120 nos três sólidos. Os materiais foram caracterizados por Difração de raios-X e BET. Ainda, isotermas de adsorção foram construídas. Os resultados mostram uma boa cristalização e uma estrutura entre camadas caraterísticas da estrutura das hidrotalcitas As áreas superficiais BET dos três sólidos avaliados foram de 74,8, 118,9 e 67,3 m2/g para HDL-MgAl, HDL-MgFe e HC-Mg respetivamente. A condição mais adequada para a remoção do vermelho reativo 120 foi determinada para 2,5 g.L-1 para HDL-MgAl e HC-Mg, e 2 g.L-1 para HDL-MgFe com porcentagem de remoção superiores ao 90%. Na determinação do tempo de adsorção os parâmetros usados foram concentração de 2,5 g.L-1 para HDL-MgAl e HC-Mg, e 2 g.L-1 para HDL-MgFe. Foi determinado que a condição mais adequada para a remoção do vermelho é dada em um tempo de 60 minutos para os três sólidos sorventes. As isotermas foram favoráveis para os três sólidos testados e os modelos que melhor descreveram os dados de equilíbrio do corante vermelho reativo 120 na remoção com os sólidos HDL-MgAl e HC-Mg foram Langmuir e Redlich-Peterson e para HDL-MgFe, o modelo mais adequado foi Redlich-Peterson. / Reactive Red 120 is a synthetic dye widely used in the textile industry. Industrial effluents containing this type of compound can cause major environmental and health problems in living organisms. In this context, the present work aims to study the removal of reactive red 120 for adsorption solutions using three types of solids: hydrotalcite of magesium-aluminium (HDL-MgAl), magesium-iron (HDL-MgFe) e hydroxicarbonate of magnesium (HC-Mg). The influence of the concentration of solid sorbent parameters (0,05 to 0,35 g in 100 mL) and residence time was evaluated (5-120 min). Adsorption experiments were conducted in batch mode in order to determine the most suitable operating conditions to remotion of reactive red dye 120 in the three solids. The materials were characterized by Diffraction X-ray and BET. Still, adsorption isotherms were built. The results for the tested solids show a good crystallization characteristics and structure between layers of the structure of hydrotalcites The BET surface areas of the three evaluated solids were 74,8, 118,9 and 67,3 m2/g for HDL-MgAl, HDL-MgFe and HC-Mg respectively. The most appropriate condition for the removal of reactive red 120 was determined to 2.5 g.L-1 for HDL-MgAl and HC-Mg, and 2 g.L-1 to HDL-MgFe with removal percentage higher than 90%. In determining the adsorption time parameters used were concentration of 2,5 g.L-1 for HDL-MgAl and HC-Mg, and 2 g.L-1 for HDL-MgFe. It was determined that the most suitable condition for the removal of red is given in a time of 60 minutes for the three solid sorbents. As regards the study of equilibrium, it was found that the favorable isotherms. The models that best described the data balance of the reactive red dye 120 in the removal with HDL-MgAl and HC-Mg solid were Langmuir and Redlich-Peterson. On removal of the dye with HDL-MgFe the most appropriate model was Redlich-Peterson.

Óxidos mistos são potencialmente utilizados como catalisadores por apresentarem áreas superficiais específicas elevadas, estabilidade térmica e uma distribuição homogênea dos cátions inseridos na estrutura. Nas últimas décadas tem sido investigado o uso de óxidos metálicos de transição como catalisadores para a oxidação seletiva de alcanos de baixo peso molecular. Atualmente a investigação vem sendo explorada com o uso de vanádio como metal ativo em catalisadores para a produção de parafinas leves. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar óxidos mistos V-Mg-Al. Para a obtenção dos óxidos, foram preparados, como precursores, compostos tipo hidrotalcita (hidróxidos duplos lamelares, LDHs) de Mg-Al intercalados com V2O7 4-, HV2O7 3- e VO3 -. Os precursores tipo hidrotalcitas oligovanadatos pilarizadas foram sintetizados por dois métodos diferentes, dos quais o primeiro consiste em uma reação de coprecipitação sob pH variável, a partir da mistura das soluções de nitrato de magnésio, nitrato de alumínio e metavanadato de sódio. Por este método foram preparados os compostos LDH-MgAl(V2O7)c, LDHMgAl(HV2O7)c e LDH-MgAl(VO3)c. O segundo método foi o de troca aniônica, pelo qual os íons vanadatos substituem os íons interlamelares de um precursor previamente preparado. O precursor foi sintetizado através da mistura das soluções de nitratos de sódio, magnésio e alumínio, e uma solução de metavanadato de sódio foi utilizada para a troca aniônica. O composto LDH-MgAl(V2O7)t foi obtido através deste método. Os precursores foram caracterizados por XRD e TG/DTG. Os catalisadores de óxidos mistos V-Mg-Al foram então obtidos a partir da decomposição térmica dos LDHs, nas temperaturas de calcinação de 450, 550 e 650°C. Todos os catalisadores foram caracterizados por XRD, adsorção de nitrogênio (área específica e volume de poros), espectroscopia Raman, FTIR, DRS-UV-vis, FE-SEM, TPR, e suas propriedades ácidas e básicas foram avaliadas na reação de decomposição do isopropanol. Diferentes espécies de vanadatos foram identificadas nos óxidos mistos V-Mg-Al, pelas análises de XRD, Raman, FTIR e DRS, como V2O5, Mg3V2O8 e ?-Mg2V2O7, entre outras espécies. Pelos resultados da reação de decomposição do isopropanol, foi verificado que a presença de vanádio nas amostras aumentou a atividade catalítica, devido ao aumento dos sítios ácidos gerados por este composto. As amostras MgAl(HV2O7)Yc e MgAl(VO3)Yc, em geral, foram as mais ativas na decomposição do isopropanol, devido à maior densidade dos sítios ativos de VOx. / Mixed oxides are potentially used as catalysts for presenting a high specific surface area, thermal stability and homogeneous distribution of cations introduced in the structure. In the last decades, has been investigated the use of transition metal oxides as catalysts for selective oxidation of alkanes of low molecular weight. Currently, the investigation has been explored through the use of vanadium as the active metal in catalysts for the production of light paraffins. The objective of this work was to prepare and to characterize V-Mg-Al mixed oxide. To obtain the oxides were prepared, as precursors, hydrotalcite-like compounds (layered double hydroxides, LDHs) of Mg-Al intercalated with V2O7 4-, HV2O7 3- andVO3 -. The precursors like pillared oligovanadate hydrotalcites were synthesized by two different methods, of which the first consists in a coprecipitation reaction under variable pH, from the mixture of magnesium nitrate, aluminum nitrate and sodium metavanadate solutions. The LDH-MgAl(V2O7)c, LDH-MgAl(HV2O7)c e LDHMgAl( VO3)c compounds were prepared by this method. The second method was the anion exchange, whereby the vanadate ions replace the interlayer ions of a previously prepared precursor. The precursor was synthesized by mixing solutions of sodium, magnesium and aluminum nitrates, and a sodium metavanadate solution was used for the anion exchange. The LDH-MgAl(V2O7)t compound was obtained by this method. The precursors were characterized by XRD and TG/DTG. Then the V-Mg-Al mixed oxides catalysts were obtained from the LDHs thermal decomposition, in the calcination temperatures at 450, 550 and 650 °C. All catalysts were characterized by XRD, nitrogen adsorption (specific surface area and pore volume), Raman spectroscopy, FTIR, UV-vis-DRS, FE-SEM, TPR, and its acidic and basic properties were evaluated in the isopropanol decomposition reaction. Different vanadate species were identified in the V-Mg-Al mixed oxides, by XRD, Raman, FTIR and DRS analysis, as V2O5, and Mg3V2O8 e ?-Mg2V2O7, among other species. By the results of isopropanol decomposition reaction, it was found that the presence of vanadium in the samples increased the catalytic activity due to the increase of acidic sites generated by this compound. MgAl(HV2O7)Yc e MgAl(VO3)Yc samples, in general, were the most active in the isopropanol decomposition, due to the higher density of VOx active sites.

O biodiesel é um combustível composto por alquil ésteres de ácidos graxos com vários benefícios ambientais que o tornam um potencial substituto para os combustíveis fósseis derivados do petróleo, podendo ser usado tanto puro quanto em misturas. A rota mais tradicional utiliza a catálise homogênea no processo de transesterificação de triglicerídeos de óleos refinados para conversão à metil/etil ésteres. Esta metodologia tem demonstrado altas conversões. No entanto catalisadores heterogêneos, como as hidrotalcitas, apresentam várias vantagens, especialmente na etapa de separação dos produtos. Neste contexto, foram testados novos catalisadores no processo de transesterificação, com etanol e metanol, para avaliar o desempenho das hidrotalcitas sintetizadas, concentração do catalisador, temperatura e razão molar álcool/óleo. Também foram realizadas análises de volumetria de N2, para a determinação da área específica e volume de poros, e difratometria de raios X. As propriedades ácidas e/ou básicas dos suportes e dos catalisadores foram avaliadas através da reação de decomposição do isopropanol. As reações com metanol apresentaram conversões de até 100% a 65°C e razão molar álcool/óleo de 30 e 10% em massa de catalisador. Já a transesterificação utilizando-se etanol apresentou rendimentos de até 94%, com razão molar de 30:1(álcool/óleo) e 10% em massa de catalisador a 78°C. / Biodiesel is a fuel comprised of alkyl esters of long chain fatty acids with several environmental advantages which turn it a great potential substitute to petroleum-based diesel either pure or in fuel blends. The most traditional route uses homogeneous basic catalysis in transesterification reaction of triglycerides of refined vegetable oils to produce methyl/ethyl esters. This process has demonstrated higher conversions, but heterogeneous catalysts, such as hydrotalcites, have several advantages, especially in the separation step. In this context, this work aims to study the behavior of new catalysts for transesterification process, with methanol and ethanol, using an experimental design to evaluate the performance of synthesized hydrotalcites, catalyst concentration, temperature and alcohol/oil molar ratio. It was also carried out analysis of N2 volumetry, to determine specific area and pore volume, and X-ray difratometry. The acid/basic properties of the support and catalysts were evaluated through isopropanol decomposition reaction. The reaction carried out with methanol showed high conversions (up to 100%), using 65°C, molar ratio alcohol/oil 30 and 10% of catalysts. The transesterification with ethanol showed conversions up to 94% using 78ºC, molar ratio 30:1 (alcohol/oil) and 10% of catalysts.