Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaJFC_TESE.pdf: 4007652 bytes, checksum: 7bb363c54641679d79bbff5c76de539f (MD5) Previous issue date: 2013-06-03 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The processing of heavy oil produced in Brazil is an emergency action and a strategic plan to obtain self-sufficiency and economic surpluses. Seen in these terms, it is indispensable to invest in research to obtain new catalysts for obtaining light fraction of hydrocarbons from heavy fractions of petroleum. This dissertation for the degree of Doctor of Philosophy reports the materials preparation that combine the high catalytic activity of zeolites with the greater accessibility of the mesoporosity, more particularly the HZSM-5/MCM-41 hybrid, done by synthesis processes with less environmental impact than conventional ones. Innovative methodologies were developed for the synthesis of micro-mesoporous hybrid material by dual templating mechanism and from crystalline zeolitic aluminosilicate in the absence of organic template. The synthesis of hybrid with pore bimodal distribution took place from one-single organic directing agent aimed to eliminate the use of organic templates, acids of any kind or organic solvents like templating agent of crystalline zeolitic aluminosilicate together with temperature-programmed microwave-assisted, making the experimental procedures of preparation most practical and easy, with good reproducibility and low cost. The study about crystalline zeolitic aluminosilicate in the absence of organic template, especially MFI type, is based on use of H2O and Na+ cation playing a structural directing role in place of an organic template. Advanced characterization techniques such as X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Highresolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Adsorption of N2 and CO2, kinetic studies by Thermogravimetric Analysis (TGA) and Pyrolysis coupled to Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Pyrolysis-GC/MS) were employed in order to evaluate the synthesized materials. Achieve the proposed objectives, has made available a set of new methodologies for the synthesis of zeolite and hybrid micro-mesoporous material, these suitable for catalytic pyrolysis of heavy oils aimed at producing light fraction / O processamento do petr?leo pesado produzido no Pa?s ? uma a??o emergencial e estrat?gica para obter a auto-sufici?ncia e super?vits econ?micos. Neste sentido, ? indispens?vel o investimento em pesquisas de novos catalisadores para obten??o de derivados leves a partir de fra??es pesadas do petr?leo. O trabalho de doutorado aqui reportado dedicouse ? prepara??o de materiais que combinem, numa ?nica estrutura, a elevada atividade catal?tica de ze?litas, com melhor acessibilidade de materiais mesoporosos, como a estrutura h?brida HZSM-5/MCM-41, utilizando processos de s?ntese com menor impacto ambiental que os convencionais. Metodologias inovadoras foram desenvolvidas para a s?ntese do catalisador h?brido micro-mesoporoso ou ze?lito-mesoporoso por mecanismo de direcionamento estrutural via duplo agente diretor org?nico e tamb?m a partir de estrutura zeol?tica sintetizada na aus?ncia total de direcionador org?nico. Esse ?ltimo, tamb?m chamado de s?ntese do h?brido com distribui??o bimodal de poros a partir de um ?nico agente diretor org?nico, visou eliminar o uso dos direcionadores org?nicos, ?cidos de qualquer natureza ou solventes org?nicos como molde estrutural da estrutura zeol?tica em conjunto com o m?todo hidrot?rmico assistido por irradia??o via micro-ondas, tornando o procedimento experimental de prepara??o pr?tico e simples, com boa reprodutibilidade e menor custo. A metodologia de prepara??o da ze?lita MFI do tipo ZSM-5 utiliza H2O e c?tions Na+ no papel de direcionamento estrutural e compensa??o de cargas na estrutura. T?cnicas relevantes de caracteriza??o, como Difra??o de Raios-X (XRD), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletr?nica de Varredura (SEM), Microscopia Eletr?nica de Transmiss?o de Alta Resolu??o (HRTEM), Adsor??o de N2 e CO2, estudos cin?ticos via An?lises Termogravim?tricas (TGA) e Pir?lise acoplada ? Cromatografia Gasosa/Espectrometria de Massas (Pyrolysis-GC/MS), foram empregadas no intuito de avaliar os materiais sintetizados. Alcan?ados os objetivos propostos, disponibilizou-se um conjunto de novas metodologias para s?ntese de catalisadores zeol?ticos e h?bridos micromesoporosos, estes adequados para pir?lise catal?tica de ?leos pesados visando ? produ??o de derivados leves

Em face ao bom desempenho da agricultura brasileira, cresce também a responsabilidade por uma produção sustentável. Particularmente, o sistema produtivo da cana-de-açúcar vem se adaptando a uma produção sem queima, e busca formas alternativas de manejo dos resíduos da produção que sejam sustentáveis tanto economicamente, quanto ambientalmente. Neste trabalho apresentamos resultados dos tratamentos de solo agriculturável com resíduos de i) cinzas de bagaço de cana aplicado em cobertura e ii) torta de filtro na entrelinha da cultura, em diferentes doses. Avaliamos o impacto desses tratamentos no conteúdo de carbono e na matéria orgânica do solo. Para determinar se os tratamentos podem ser considerados sequestradores de carbono e ambientalmente sustentáveis nos detemos na preservação seletiva como mecanismo de retenção da matéria orgânica do solo, a qual leva a acumulação de componentes orgânicos químicos mais recalcitrantes. Utilizamos as técnicas espectroscópicas de fluorescência de luz UV-Visível, espectroscopia de fluorescência matriz excitação-emissão para avaliar a fração de ácido húmico do solo e o aumento da recalcitrância química, a fluorescência induzida por laser (FIL) para observar a matéria orgânica como um todo e a espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS) utilizada como uma nova ferramenta para avaliar o conteúdo de carbono do solo. No tratamento de solo com adição de cinza de bagaço de cana tivemos potencial de estoque de carbono na dose 40 t/ha. Quanto a torta de filtro, o carbono total do solo aumenta menos significativamente que na cinza, mas não houve potencial de estoque de carbono. Na fração ácido húmico não observamos modificação do grau de humificação do solo com os tratamentos, mesmo a torta sendo um produto rico em matéria orgânica, porém houve um aumento de grupos carbonílicos, que estão associados ao aumento das interações intermoleculares favorecendo por exemplo a complexação do ácido húmico com metais. Nossos resultados de fluorescência induzida por laser apontam que a cinza possivelmente ofereceu melhora nas condições de crescimento da cultura havendo aumento de grupos alifáticos na MOS. Concluímos portanto, que não houve impacto negativo para o estoque de carbono no solo e qualidade da matéria sob tratamento de adição de cinza de bagaço de cana e torta de filtro. / Given the good performance of Brazilian agriculture, grows the responsibility for sustainable production. Particularly, the sugarcane production system has been adapting to a production without burning, and seeks alternative forms of waste management in production that are both economically and environmentally sustainable. We present results of arable soil treatments with i) sugarcane bagasse ash applied in coverage soil and ii) filter cake applied between the lines of culture in different doses. We assess the impact of these treatments on the content and quality of soil organic matter and carbon sequestration capacity. To determine if treatments can be considered environmentally sustainable and carbon sequestration we embrace the selective preservation as a retention mechanism of soil organic matter, which leads to accumulation of chemical organic compounds recalcitrant. We use bidimensional fluorescence UV-Visible spectroscopy and fluorescence excitation-emission matrix to assess the fraction of soil humic acid, the laser-induced fluorescence spectroscopy (LIF) for observing the whole organic matter and laser breakdown induced spectroscopy (LIBS) used as a new tool to assess the soil carbon content. The soil treatment with sugarcane bagasse ash had increased carbon stock in dose 40 t / ha. In humic acid fraction did not observe any change in the degree of humification treatment with AML, but there was an increase of carbonyl groups, which are associated with increased intermolecular interactions and enhancing the complexation of metals with humic acid. Our results suggest a possible improvement in crop growth conditions with an increase of aliphatic groups in MOS. The filter cake is no carbon content recorded, also did not observe any impact on soil organic matter with the incorporation of filter cake although this is a product rich in organic matter. In this context, we conclude that there was no negative impact on the carbon stock and quality of soil organic matter under treatment addition of sugarcane bagasse ash and filter cake.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaJFCpdf.pdf: 4931245 bytes, checksum: 45a7ea893d17f478c73adf56787579aa (MD5) Previous issue date: 2008-12-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present work reports the study of nanoporous structures, aiming at their use in research directed to the current demand of the petroleum industry to value heavy oil. Initially, two ways were chosen for the synthesis of porous structures from the molecular sieves of type Si-MCM-41. In the first way, the structure MCM-41 is precursory for heteroatom substitutes of silicon, generating catalyst of the type Al-MCM-41 from two different methods of incorporation of the metal. This variation of the incorporation method of Aluminum in the structure of Si-MCM-41 was carried out through the conventional procedure, where the aluminum source was incorporated to the gel of synthesis, and the procedure post-synthesis, where the Aluminum source was incorporated in catalyst after the synthesis of Si-MCM-41. In the second way, the MCM-41 acts as a support for growth of nanocrystals of zeolite embedded in their mesoporous, resulting in hybrid MCM-41/ZSM-5 catalyst. A comparative analysis was carried through characterizations by XRD, FTIR, measures of acidity through n-butylamine adsorption for TGA, SEM-XRF and N2 adsorption. Also crystalline aluminosilicate with zeolitic structure MFI of type ZSM-5 was synthesized without using organic templates. Methodologies to the preparation of these materials are related by literature using conventionally reactants that supply oxides of necessary silicon and aluminum, as well as a template agent, and in some cases co-template. The search for new routes of preparation for the ZSM-5 aimed at, above all, the optimization of the same as for the time and the temperature of synthesis, and mainly the elimination of the use of organic templates, that are material of high cost and generally very toxic. The current study is based on the use of the H2O and Na+ cations playing the role of structural template and charge compensation in the structure. Characterizations by XRD, FTIR, SEM-XRF and N2 adsorption were also conducted for this material in order to compare the samples of ZSM-5 synthesized in the absence of template and those used industrially and synthesized using structuring / O presente trabalho relata o estudo de estruturas nanoporosas, visando o uso em pesquisas que atendam a atual demanda da ind?stria do petr?leo, de valorizar ?leos pesados. Inicialmente, optou-se por duas vertentes para a s?ntese de estruturas porosas a partir da peneira molecular do tipo Si-MCM-41. Na primeira vertente, a estrutura MCM-41 ? precursora para hetero?tomos substituintes do sil?cio, gerando catalisadores do tipo Al-MCM-41 a partir de dois diferentes m?todos de incorpora??o do metal. Essa varia??o do m?todo de incorpora??o do Alum?nio na estrutura do Si-MCM-41 se deu atrav?s do procedimento convencional, no qual a fonte de alum?nio foi incorporada ao gel de s?ntese e do procedimento p?s-s?ntese, no qual a fonte de Alum?nio foi incorporada ao catalisador ap?s a s?ntese do Si-MCM-41. Na segunda vertente, o MCM-41 age como suporte para o crescimento de nanocristais de ze?lita embutidos nos seus mesoporos, resultando no catalisador h?brido MCM-41/ZSM-5. Uma an?lise comparativa foi realizada atrav?s de caracteriza??es por XRD, FTIR, medidas de acidez atrav?s de dessor??o de n-butilamina por TGA, SEM-XRF e Adsor??o de N2. Tamb?m foi sintetizado um aluminossilicato cristalino com estrutura zeol?tica MFI do tipo ZSM-5, na aus?ncia total de direcionador org?nico. Metodologias relacionadas ? prepara??o desses materiais s?o relatadas pela literatura utilizando-se convencionalmente reagentes que forne?am os ?xidos de sil?cio e de alum?nio necess?rios, bem como um agente direcionador, e em alguns casos at? co-direcionadores. A busca por novas rotas de prepara??o para a ZSM-5 visou, sobretudo, a otimiza??o da mesma no que se refere ao tempo e ? temperatura de s?ntese, e principalmente a elimina??o do uso dos direcionadores org?nicos, que s?o materiais de alto custo e geralmente muito t?xicos. O atual estudo se baseia na utiliza??o da H2O e dos c?tions Na+ desempenhando o papel de direcionamento estrutural e compensa??o de cargas na estrutura. Caracteriza??es por XRD, FTIR, SEM-XRF e Adsor??o de N2 tamb?m foram realizadas para esse material, a fim de comparar as amostras de ZSM-5 sintetizadas na aus?ncia do direcionador e aquelas utilizadas industrialmente e sintetizadas utilizando estruturantes