Dans les expériences modélisant la photosynthèse, une bonne dispersion des molécules de chlorophylle est requise. Afin d'obtenir cette bonne dispersion, une solution consiste à les ancrer à un hôte. Dans cette étude, des nouveaux matériaux hybrides sont synthétisés en utilisant des hydrotalcites et un dérivé de la chlorophylle : la chlorophylline. La chlorophylline est incorporée et dispersée dans les hydrotalcites par co-précipitation ou pendant la reconstruction des hydrotalcites. Dans cette thèse est également discuté l'effet d'une irradiation par micro-onde. Dans tous les cas sont obtenus des matériaux stables, où les molécules de chlorophylline sont isolées et liées aux hydrotaltices par des liaisons avec les groupes hydroxy OH. Dans ce travail, de nouveaux matériaux sont synthétisés en utilisant les hydrotalcites et la chlorophylle a. Dans ce cas là, il est mis en valeur que la stabilisation de la chlorophylle a peut dépendre du support, à la fois par la nature et le rapport des métaux constituants les hydrotalcites. Ces matériaux hybrides obtenus (chlorophylle a/hydrotalcites) sont également stables. Ces matériaux ont été testés par lixiviation à l'acétone. Dans tous les cas, les composés lixiviés sont de la chlorophylle a, montrant ainsi que la nature et la composition des molécules sont préservées même après trente jours, bien qu'il soit à noter que dans le cas des hydrotalcites Ni/Al une faible fraction de la chlorophylle est décomposée en phéophytine. Finalement, bien que les hydrotalcites soient des composés relativement simples, ils s'avèrent tout à fait adaptés pour empêcher la dégradation des molécules de chlorophylle. / In experiments modeling photosynthesis, well dispersed chlorophyll molecules are required. A solution could be to anchor them on some host. In this work, new hybrid materials are synthesized using hydrotalcite and a chlorophyll derivative : chlorophyllin. Chlorophyllin is incorporated and dispersed in hydrotalcite through simultaneous precipitation or during hydrotalcite reconstruction. The effect of microwave irradiation on the crystallization step is discussed. In all cases stable materials are obtained, chlorophyllin molecules are isolated and bonded through hydrotalcite OH groups. Also new hybrid materials are synthesized using hydrotalcites and chlorophyll a. The effect of the support composition on chlorophyll a stabilization is discussed. The stability of the adsorbed chlorophyll a is affected by the support nature and the metal ratio of the hydrotalcite. The obtained hybrid compounds (chlorophyll a on hydrotalcite) are stable. Those hybrids were tested in lixiviation with acetone. In all cases, the lixiviated compound was chlorophyll a showing that the composition and nature of the molecule was preserved even after thirty days, although Ni/Al hydrotalcites decomposed a small fraction of the chlorophyll to pheophytin. Hydrotalcites being basic compounds turn out to be an adequate material to avoid degradation of chlorophyll molecules.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_FlavioHenrique_M.pdf: 1865644 bytes, checksum: f0716bfd25ded49ec69dd8796c111a00 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Sistemas ternários tipo hidrotalcita contendo metais de transição Ni, Fe e Cu tendo o ânion interlamelar o carbonato foram preparados através de um estudo sistemático de composição e parâmetros de síntese. Diferentes quantidades de Cu foram introduzidas na camada tipo brucita da hidrotalcita, sendo estas quantidades de 10, 20, 30, 40 e 50 % em relação a quantidade de Níquel. De acordo com difratogramas para baixas quantidades de cobre (10 e 20 %) a fase hidrotalcita apresentou-se pura, para maiores quantidades de cobre ocorreu segregação de fase a qual foi identificada como CuO. A preparação dos compostos ternários foi feita tendo como razão de metal II para metal III 2:1, essa razão entre os metais foi confirmada através de análises de ICP a qual demonstrou exata proporção entre os metais nas amostras. Análise térmica apresentaram um comportamento típico para hidrotalcitas, apresentando duas transições características a 170 °C e a 280 ºC. Devido à ocorrência de alta segregação de fases que ocorre na precipitação com estes metais, foram realizados experimentos com diferentes temperaturas de precipitação e os resultados preliminares indicam a formação de uma fase pura em baixas temperaturas. Compostos preparados com 30 % de Cu a temperatura ambiente apresenta segregação de fase o que não ocorre a temperaturas próximas a 0 ºC, temperaturas elevadas (60 °C) favorecem a formação de óxidos durante a precipitação. Portanto baixas temperaturas de precipitação resultam em fases puras de hidrotalcitas para concentrações de cobre intermediarias, como conseqüência é possível preparar amostras com altas concentrações de cobre na estrutura lamelar com a fase da hidrotalcita pura. Com estes metais de transição na estrutura lamelar este sistema pode vir a ser um bom precursor na formação de óxidos dos respectivos metais que constituem o composto, com a finalidade de ser utilizada em catálise / Abstract: Ternary systems of hydrotalcite-like compouds containing transition metals Ni, Fe and Cu and the interlayer anion the carbonate were prepared through a systematic study of composition and synthesis parameters. Different amounts of Cu were introduced into the layer hydrotalcite, and the figure of 10, 20, 30, 40 and 50% on the amount of Nickel. According to difratograms, for low quantities of copper (10 and 20%) the phase is pure hydrotalcite and for larger quantities of copper segregation occurred, which was identified as CuO. The preparation of ternary compound was made with the ratio of metal II to metal III 2:1, the ratio between the metals was confirmed through analysis of ICP which showed exact proportion between the metals in the samples. Thermal analysis showed a typical behavior for hydrotalcite, presenting features two transitions to 170 ° C and 280 C. Due to the high occurrence of segregation of phases in the precipitation that occurs with these metals, experiments were performed with different temperatures and precipitation and the preliminary results indicate the formation of a pure phase at low temperatures. Compounds prepared with 30% of Cu at room temperature shows segregation of the stage that does not occur at temperatures close to 0 º C, high temperature (60 C) favor the formation of oxides during the precipitation. In conclusion, low temperatures of precipitation result in phases of pure hydrotalcite for an intermediary concentration of copper, as a result, is possible to prepare samples with high concentrations of copper in the lamellar structure with pure phase of hydrotalcite. With these transitions metals in the lamellar structure this systems might be a good precursor in the formation of oxides of the metals that constitute the compound in order to be used in catalysis / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

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.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / This work has as goal to evaluate the use of heterogeneous catalysts on interesterification reaction for glycerol-free biodiesel production. Interesterification is a reaction between the triglyceride ester from vegetable oil and a short-chain ester, like methyl acetate. This technique has advantages over conventional transesterification like elimination of product washing and purification steps, less effluent production, catalyst reusing possibility and coproduction of biofuel additive, named triacetin.. Firstly, performance tests of solid catalysts commonly used for transesterification reaction were carried out. Among them, the hydrotalcite-like compound Ca 40%-Mg-Al presented the best results, reaching a global yield (esters + triacetin) of 91.83% at equilibrium, at 250°C, methyl acetate/oil molar ratio of 32:1 and 4.7% wt. catalyst/reactants concentration. Next, in order to investigate the effects of temperature, methyl acetate to oil molar ratio and catalyst concentration over reaction yield, an experimental planning and kinetics tests were performed. At 350°C, signs of thermal degradation were observed, affecting negatively the product yields. Besides, it was noted that dilution and cage-effect can occur depending on the methyl acetate to oil molar ratio applied.In respect of the catalyst, it was observed that saturation occurs at concentration of 5% wt. catalyst/oil. The condition of 325°C, 40:1 methyl acetate/oil molar ratio and 5% wt. catalyst/oil was chosen as the more adequate, reaching in 1.33 h a global yield of 68.5%. At those conditions, the catalyst can be reused, without any treatment, at least for three reaction cycles. / Este trabalho teve como objetivo investigar o emprego de catalisadores heterogêneos na reação de interesterificação para produção de biodiesel sem glicerol. A interesterificação é uma reação entre o éster triglicerídeo do óleo vegetal e outro éster de cadeia curta, como metil acetato. A técnica tem vantagens à transesterificação clássica como eliminação de etapas de lavagem e purificação de produtos, menor produção de efluentes, possibilidade de recuperação do catalisador e a coprodução de um aditivo ao biocombustível chamado triacetina. Primeiramente, fez-se um teste de desempenho de alguns catalisadores sólidos bastante utilizados em reações de transesterificação. Dentre eles, o composto tipo hidrotalcita Ca 40%-Mg-Al apresentou melhores resultados, atingindo rendimento global (ésteres + triacetina) de 91.83% no equilíbrio a 250°C, razão molar metil acetato/óleo de soja 32:1 e concentração de 4.7% m/m de catalisador/reagentes. A seguir, a fim de investigar o efeito da temperatura, razão molar de metil acetato e concentração de catalisador sobre o rendimento da reação, realizaram-se um planejamento experimental e experimentos cinéticos de reação. Para temperatura de 350°C, foram observados indícios de degradação térmica dos produtos, afetando negativamente os rendimentos de reação. Além disso, notou-se que ocorrem efeitos de diluição ou solvatação, dependendo das razões molares metil acetato/óleo usadas. Em relação ao catalisador, observou-se que a saturação ocorre para concentração de 5% m/m catalisador/óleo. A condição mais adequada de reação foi 325°C, razão molar 40:1 e 5% m/m catalisador/óleo, onde atinge-se um rendimento global de 68.55% em 1.33h. Nessas condições, por fim, também foi investigada a estabilidade do catalisador. Descobriu-se que o mesmo catalisador, sem tratamento algum, pode ser utilizado por pelo menos 3 ciclos de reação sem perda expressiva da atividade catalítica.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-09-05T18:58:35Z No. of bitstreams: 1 Tesis Final Edgardo Meza Fuentes (4).pdf: 4706850 bytes, checksum: bee3311a2964aa593f1d6a612f6eb874 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-06T12:40:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tesis Final Edgardo Meza Fuentes (4).pdf: 4706850 bytes, checksum: bee3311a2964aa593f1d6a612f6eb874 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T12:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tesis Final Edgardo Meza Fuentes (4).pdf: 4706850 bytes, checksum: bee3311a2964aa593f1d6a612f6eb874 (MD5) / FAPESB / Os problemas ambientais gerados pelo uso de combustíveis de origem fóssil e o desenvolvimento de novas tecnologias para obtenção de energia a partir do hidrogênio, têm renovado o interesse pela reação de deslocamento de deslocamento de monóxido de carbono com vapor d’água. Esta reação é usada para a eliminação do monóxido de carbono resultante da reforma de gás natural e para aumentar a produção de hidrogênio. Os catalisadores usados nesta reação estão restringidos a ser usados em condições especificas de temperatura, devido a fatores cinéticos e termodinâmicos. Isto tem motivado o estudo de sólidos que possam ser usados em diversas condições de temperatura e que apresentem atividade e seletividade elevadas. Neste trabalho foram preparados catalisadores a base de níquel e de cobre, obtidos a partir de precursores do tipo hidrotalcita; compostos que geram materiais com alta área superficial específica, homogeneidade das fases presentes e pequenas partículas de óxidos ou de metais. Os sólidos sintetizados foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de absorção atômica, analise elementar de carbono, difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, termogravimétria e analise diferencial de temperatura, espectroscopia Raman, medida da área superficial especifica e de porosidade, redução termoprogramada, medida de área metálica de cobre e avaliadas na reação de deslocamento de monóxido de carbono com vapor d’água. A estrutura do tipo hidrotalcita foi observada em todos os sólidos. A presença e o conteúdo de alumínio e do zinco nestes materiais ocasionam variações nos parâmetros de rede das estruturas do tipo hidrotalcita, as quais determinam as propriedades texturais e estruturais dos sólidos calcinados. A incorporação de cátions de alumínio na rede do óxido de níquel dificulta os processos de redução deste óxido, mas, a adição do zinco diminui esse efeito. Os catalisadores de cobre apresentaram baixas áreas superficiais específicas, não sendo observada a incorporação de alumínio na rede do óxido de cobre. Os catalisadores de níquel e alumínio apresentaram elevadas áreas superficiais especificas, enquanto que os catalisadores de cobre apresentaram as áreas superficiais especificas mais baixas. Os sólidos contendo níquel apresentam um comportamento mesoporosos, enquanto que aqueles contendo cobre apresentaram meso e macroporos em sua estrutura. Os catalisadores contendo níquel e alumínio são ativos para a reação em estudo, alcançando-se conversões do 100 %, mas também produzem metano. A adição de zinco promove a formação de partículas menores de oxido de níquel, minimizando a produção de metano. Os catalisadores de cobre são menos ativos. O solido mais promissor é aquele contendo 37% de níquel, 37 % de zinco e 25 % de alumínio, que conduz à conversão do 100 % de monóxido de carbono e 100 % de seletividade a dióxido de carbono, mostrando-se também estável na temperatura de estudo / The environmental problems coming from the use of fossil fuels, as well as the development of new technologies for energy generation from hydrogen, have renewed the interest for the water gas shift reaction (WGSR). This reaction is used for removing carbon monoxide produced from the stream produced during the natural gas reforming; at the same time, the production of hydrogen is increased. The catalysts used for this reaction are limited by kinetic and thermodynamic factors. This has led to the need of searching solids that can be used at various temperatures, showing high activity and selectivity towards carbon dioxide. In order to find new catalysts for this reaction, nickel and copper-based catalyst were prepared in this work, from hydrotalcite-like precursors. These compounds are expected to produce materials with high specific surface area, homogeneity of phases and small particles of oxides or metals, after the calcination and reduction processes. Samples were prepared from aluminum, zinc and nickel (or copper) nitrates and characterized by atomic absorption spectroscopy, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetry, Raman spectroscopy, specific surface area and porosity measurements, temperature-programmed reduction and dispersion measurements. The catalysts were evaluated in the WGSR at 1 atm in a range of 150 to 450 oC. The production of hydrotalcite-type structure was noted for all solid. The presence and the content of aluminum and zinc caused changes in the cell parameters of hydrotalcite-type structure, which determined the structural and textural properties of solids after calcination. Aluminum cations were incorporated into the crystal lattice of nickel oxide, hindering its reduction of this oxide, but the addition of zinc decreased this effect. After calcination, the copper-containing catalysts showed low specific surface areas, and no aluminum cation was observed into the copper oxide lattice. Aluminum and nickel-based sample showed the highest specific surface area, while the copper-containing solids showed the lowest ones. The nickel-based solids were mesoporous with some macropores while the copper-based ones were macroporous. The nickel and aluminum-based catalyst was active for WGSR and achieved 100 % of conversion, but produced also methane. The addition of zinc promotes the formation of small nickel oxide particles that minimized methane production. The copper-based catalysts were less active than those of nickel. The most promising catalyst for WGSR was the sample with 37 % of nickel, 37 % of zinc and 25 % of aluminum which was 100 % selective towards hydrogen and led to 100 % of conversion, being stable in the studied temperature range.

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.

Butanol is an alcohol with a number of applications in various industries. It has diverse applications as solvent, and now shown to be an interesting substitute component for gasoline. His achievement is made from oil, but these days, many routes of synthesis from renewable raw materials have been studied, one of them the Guerbet reaction. The present concern about the environment shows the need to obtain such alcohol through a clean route. The use of catalysts is a great way to synthesize cleanly and to facilitate reproducibility. The hydrotalcites are inexpensive catalysts, easy synthesis and numerous applicability. This study aims to investigate and analyze the production of butanol from ethanol using mixed oxides of magnesium and aluminum obtained from hydrotalcites with 4 different molar ratios of magnesium and aluminum. For this, the syntheses were made of magnesium and aluminum hydrotalcites with molar ratios equal to 3, 5, 8 and 10 that were further calcined to obtain mixed oxides. The structures of the synthesized materials were analyzed to confirm the desired formation and to verify the properties there of. Preliminary tests were performed in triplicate between them to choose the most suitable catalyst for an attempt to optimize butanol to obtain varying power parameters like nitrogen flow and the fraction of ethanol. Two of the catalysts obtained poor results and two others obtained similar results in terms of selectivity and yield of butanol. To make the decision between the last two catalysts, stability tests were performed. With the stability test was chosen as the molar ratio of magnesium and aluminum catalyst equal to 5. With this catalyst were made over 8 reactions, according to the planning of the star type experiments. And as a result, for all reactions, it was found that increasing conversion of ethanol depends directly on the temperature increase. It was observed that butanol selectivity behavior directly depends on the ethanol fractions and the nitrogen flow in the reactor feed. Ethylene, ethanol dehydration product was the major main product at elevated temperatures, indicating that this reaction is more favored with increasing temperature than the reactions which lead to the production of butanol. Finally it proposed a reaction system that explains the conversion of ethanol in all observed products. / O butanol é um álcool com diversas aplicações em diferentes ramos industriais. Ele possui várias aplicações como solvente, e atualmente mostra-se um interessante componente para substituição da gasolina. Sua obtenção é feita a partir do petróleo, mas hoje em dia, diversas rotas de sínteses a partir de matérias-primas renováveis vêm sendo estudadas, sendo uma delas a reação de Guerbet. A presente preocupação com o meio ambiente mostra a necessidade de obtenção desse álcool através de uma rota limpa. O uso de catalisadores é uma excelente forma de sintetizar de forma limpa além de facilitar a reprodutibilidade. As hidrotalcitas são catalisadores de baixo custo, de fácil síntese e de inúmeras aplicabilidades. O presente trabalho tem por objetivo, investigar e analisar a produção de butanol a partir de etanol utilizando óxidos mistos de magnésio e alumínio obtidos a partir de hidrotalcitas com 4 diferentes razões molares de magnésio e alumínio. Para isso, foram feitas as sínteses das hidrotalcitas de magnésio e alumínio com razões molares iguais a 3, 5, 8 e 10 que posteriormente foram calcinadas para obtenção dos óxidos mistos. As estruturas dos materiais sintetizados foram analisadas para confirmar a formação desejada e para verificar as propriedades dos mesmos. Testes preliminares foram realizados em triplicata para entre eles escolher o catalisador mais adequado para uma tentativa de otimizar a obtenção de butanol variando os parâmetros de alimentação como a vazão de nitrogênio e a fração de etanol. Dois dos catalisadores obtiveram resultados não satisfatórios e os outros dois obtiveram resultados similares em termos de seletividade e rendimento em butanol. Para tomar a decisão entre os dois últimos catalisadores, testes de estabilidade foram realizados. Com o teste de estabilidade foi escolhido o catalisador de razão molar de magnésio e alumínio igual a 5. Com esse catalisador foram realizadas mais 8 reações, de acordo com o planejamento de experimentos do tipo estrela. E como resultados, para todas as reações, verificou-se que o aumento da conversão do etanol depende diretamente do aumento da temperatura. Observou-se que o comportamento da seletividade do butanol depende diretamente das frações de etanol e da vazão de nitrogênio na alimentação do reator. O eteno, produto da desidratação do etanol, foi o principal subproduto em temperaturas elevadas, indicando que esta reação é mais favorecida com a elevação da temperatura do que as reações que levam à produção de butanol. Por fim foi proposto um sistema reacional que explica a conversão do etanol em todos os produtos observados.

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.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-01T20:17:26Z No. of bitstreams: 1 julianafischerdasilvahaddad.pdf: 4737821 bytes, checksum: fccc4d55e662525395a58e2e61162d27 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-02T16:08:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 julianafischerdasilvahaddad.pdf: 4737821 bytes, checksum: fccc4d55e662525395a58e2e61162d27 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T16:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 julianafischerdasilvahaddad.pdf: 4737821 bytes, checksum: fccc4d55e662525395a58e2e61162d27 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / O termo “argilas aniônicas” é utilizado para designar hidróxidos duplos lamelares (HDL), contendo no domínio interlamelar espécies aniônicas. A hidrotalcita (HTC) é um dos maiores representantes dos HDL. Esses materiais possuem camadas com estrutura do tipo brucita (Mg(OH)2). Um grande número de ânions pode ocupar o seu domínio interlamelar, porém é importante conhecer a capacidade do mesmo em estabilizar a estrutura. Atualmente compostos do tipo hidrotalcita vêm sendo utilizado em inúmeras áreas, podendo-se destacar o uso como fertilizantes, com transporte de ânions que são macronutrientes, como H2PO4-, HPO42-, NO3e SO42- ou, até mesmo, cátions como Na+. Apesar das variadas aplicações, as informações sobre a região interlamelar desse tipo de material ainda são escassas na literatura, devido à grande dificuldade de caracterização dessa região, um exemplo disso são as hidrotalcitas com fosfato intercalado. A fim de auxiliar a caracterização estrutural destas HTC neste trabalho a simulação computacional é aplicada a fim de obter uma boa concordância com resultados experimentais utilizando modelos no estado sólido. Sendo assim, propõe-se um trabalho teórico experimental com objetivo de realizar um estudo aprofundado da região interlamelar de uma HTC Mg-Al de fração molar 0,33, partindo-se de dois modelos: um modelo com fosfato e sódio intercalados e outro somente com o fosfato. Para ambos os modelos também foi estudado a desidratação. Cálculos ab initio utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com condições de contorno periódicas têm mostrado bom desempenho e precisão na descrição e predição de propriedades cristalográficas e eletrônicas destes materiais. Do ponto de vista experimental, as sínteses foram realizadas e caracterizadas por difração de raio X por policristais e ressonância magnética nuclear no estado sólido para os núcleos de 27Al e 31P e a rota sintética que forneceu melhores respostas foi a reconstrução utilizando a metodologia de ultrassom. As informações estruturais da hidrotalcita, obtidas experimentalmente, foram usadas para verificar a validade do modelo teórico, apontando para a obtenção de uma hidrotalcita sem sódio intercalado na região interlamelar. Os resultados mostraram boa concordância com os padrões de raios X por policristais experimentais. A densidade de estados projetada (PDOS) assim como a diferença de densidade de cargas foram avaliadas para os dois modelos e suas respectivas desidratações. / The term “anionic clays” is used to designate layered double hydroxides (LDH) containing anionic species in the interlayer. The hydrotalcite (HTC) is one of the most famous compounds of this group. These materials possess brucite-like layers and a great amount of anions can occupy the interlayer region. Nowadays the LDHs are utilized in several research fields, which one of them is fertilizer release with the transportation of anionic macronutrients such as H2PO4-, HPO42-, NO3- , SO42- and even cations like Na+. Despite the various applications, the information about the interlayer region of these materials are still scarce in the literature due to the difficulty of its characterization. For instance, the structures of the hydrotalcites containing phosphate and sodium are not yet fully determined. Therefore, a theoretical- experimental work is proposed with the objective of performing an deep study of the interlayer region of a HTC Mg-Al with a molar fraction of 0.33, starting from two models: one model with phosphate and sodium intercalated and another containing only phosphate. The dehydration was also studied for both models. Thereby, a theoretical-experimental work is proposed for a detailed investigation about the interlayer of a Mg-Al LDH containing phosphate. Ab initio calculations based on Density Functional Theory (DFT) with periodic boundary conditions has been presenting sound results with respect to the prediction of crystallographic and electronic data of these materials. In an experimental point of view, the syntheses were performed and characterized by X-ray diffraction by polycrystals and solid state nuclear magnetic resonance for the 27Al and 31P nuclei and the synthetic route that provided the best responses was the reconstruction using ultrasound methodology. The structural data of the hydrotalcite obtained experimentally was used to verify the validity of the theoretical model, aiming to obtain a hydrotalcite without sodium intercalated in the interlayer region. The results showed a good agreement with the X-ray patterns by experimental polycrystals. The projected state density (PDOS) as well as the local density difference were evaluated for the two models and their respective dehydrations.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-09-28T17:07:19Z No. of bitstreams: 1 CarlaAlbuquerque.pdf: 1781335 bytes, checksum: 233490c37121535d82c417f10b832f87 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T17:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlaAlbuquerque.pdf: 1781335 bytes, checksum: 233490c37121535d82c417f10b832f87 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Hydrotalcites were synthesized in the absence and presence of sucrose, and at temperatures of 28 oC (HDL and HDL / S) and 65 oC (HDL / S-65), by the coprecipitation method. All materials were characterized by ICPE, DRX, FTIR, MEV and BET. The general formulation obtained was: [Mg5.4Al2 (OH) 14.8] CO3.nH2O for all samples, confirming the success of the syntheses. The materials were used as adsorbents by two methods (Gravimetry and Turbidimetry), for the removal of petroleum from an emulsion in hydroalcoholic medium. The order of efficiency observed for a mass of 0.03 g of the adsorbents for the gravimetric method was: HDL/S-65 (92%) > HDL/S-28 (85%) > HDL (59%), indicating the positive effect of sucrose on the synthesis of the material. All the adsorptions followed a pseudo-second order kinetics, with an equilibrium time of approximately 50 min. Based on the results obtained by gravimetry it was understood that another method would be necessary, to better understand the behavior of the materials applied. The turbidimetry method showed favorable adsorption kinetics for the concentration used, showing that the process apparently occurred in multilayer, however complex. The models of Pseudofirst order, Pseudo-second order and intraparticle applied has favorable contributions to the understanding of these processes taking into account the several factors that influence the adsorption. The system also shows that HDL / S-28 has a higher removal capacity than HDL and HDL / S-65 respectively at 8h and 24h: HDL (8h) = 3538, HDL / S-28 (8h) = 3907; HDL / S-65 (8h) = 2127; HDL (24h) = 3252, HDL / S-28 (24h) = 5122; HDL / S-65 (24h) = 4201. / Hidrotalcitas foram sintetizadas na ausência e presença da sacarose, e nas temperaturas de 28 oC (HDL e HDL/S) e 65 oC (HDL/S-65), pelo método da coprecipitação. Todos os materiais foram caracterizados por ICPE, DRX, FTIR, MEV e BET. A formulação geral obtida foi: [Mg5,4Al2(OH)14,8]CO3.nH2O para todas as amostras, confirmando o sucesso das sínteses. Os materiais foram empregados como adsorventes por dois métodos (Gravimetria e Turbidimetria), para remoção de petróleo a partir de uma emulsão em meio hidroalcoólico. A ordem de eficiência observada para uma massa de 0,03 g dos adsorventes para o método gravimétrico, foi: HDL/S- 65 (92%) > HDL/S-28 (85%) > HDL (59%), indicando o efeito positivo da sacarose na síntese do material. Todas as adsorções seguiram uma cinética de pseudo-segunda ordem, com tempo de equilíbrio aproximado de 50 min. Com base nos resultados obtidos por gravimetria entendeu-se que um outro método seria necessário, para melhor entender o comportamento dos materiais aplicados. O método por turbidimetria apresentou uma cinética de adsorção favorável para a concentração utilizada, mostrando que o processo ocorreu aparentemente em multicamada, porém complexo. Os modelos de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e intrapartícula aplicados tem contribuições favoráveis para o entendimento desses processos levando em consideração os diversos fatores que influenciam a adsorção. O sistema nos mostra ainda que o HDL/S-28 tem maior capacidade de remoção que o HDL e HDL/S-65 respectivamente nos tempos de 8h e 24h: HDL (8h) = 3538, HDL/S- 28 (8h) = 3907; HDL/S-65 (8h) = 2127; HDL (24h) = 3252, HDL/S-28 (24h) = 5122; HDL/S-65 (24h) = 4201.