A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

A primeira parte desta dissertação consiste em uma exposição de alguns aspectos do fenômeno de difração de raios X por cristais, de vários tipos estruturais de zeólitas e de uma introdução ao Método de Rietveld (MR)para refinamento de estrutura utilizando amostras policristalinas. Apresenta-se a seguir o resultado da aplicação do MR a uma amostra conhecida: a alumina Al2O3-&#945 (Corindo). No teste foram refinados o fator de escala, o ponto zero (2θ0), os parâmetros de rede, os parâmetros atômicos posicionais e vibracionais e os parâmetros de perfil usando-se a função pseudo-Voigt. Passa-se então à aplicação do MR ao refinamento da estrutura de uma zeólita Y sinética e de três amostras da mesma zeólita após terem sido tratadas sob ação de vapor d´água e calor com (NH4) 2SO4 e com H2SO4 / The first parto f this dissertation is presented some aspects of X-ray diffraction by crystals, different kind of zeolites and an introduction to the Rietveld Method (RM) of structure refinement by polycrystalline samples. The refinement of &#945- Al2O3 (Corindon) is then presented as a test for the use of RM. In this test the scale factor, the zero point (2θ0), the lattice parameters, the positional, vibrational atomic parameters and the profile parameters were refined using the pseudo-Voigt profile function. Next the RM is used for the structure refinement of a synthetic Y-zeolite and of three samples of the same zeolite after treatment with water vapour, heat, (NH4)2SO4 and H2SO4

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 katia Kaori K.pdf: 5891591 bytes, checksum: 2785b5f69d4024535978fce1d58c20d2 (MD5) Previous issue date: 2015-01-28 / Biodiesel has great commercial potential for being biodegradable, non toxic, presenting low carbon monoxide (CO) emission and solid particles. It can be produced from the transesterification reaction of vegetal oil or animal fat as raw material. The optimization of the reaction speed in the biodiesel production is possible with the use of zeolites as catalysts that can be recovered at the initial level in an economical way. A field study was carried out to collect natural zeolites and to produce synthetic zeolites varying the amount of colloidal silica and sodium aluminate. The methodology which resulted in a zeolite with a single zeolitic phase and low amount of amorphous material was submitted to different thermal treatments (8, 12, 24, and 30 hours). The 24-hour thermal treatment obtained a zeolite (Sodalite) with high basicity which was impregnated with Zn2+ ions. The zeolitic material was characterized with X-ray diffraction (XRD), Rietveld method, thermogravimetry analysis (TG/DTG), infrared absorption spectrophotometry (IV), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), nitrogen physisorption analysis and basicity qualitative and quantitative analyses. The preliminary test converting soybean oil in alkyl esters was carried out employing non impregnated, impregnated with 3% and 9% Zn2+ ions and natural Sodalite. The non impregnated Sodalite was the one presenting the highest conversion rate (40.7%) possibly due to the larger number of total basic sites it presented. The low conversion rate verified in other tests might be ascribed to the saponification reaction, possibly due to its highly hygroscopic property which reduces the transesterification reaction efficacy. That is, the presence of absorbed water in the structure or the existence of Na+ and OH- ions enables triglyceride saponification reactions by taking water to the reaction medium. / O biodiesel tem grande potencial para o mercado consumidor por ser biodegradável, atóxico, apresentar baixas emissões de monóxido de carbono (CO) e de partículas sólidas. Pode ser produzido na reação de transesterificação com óleos vegetais ou gordura de origem animal como matérias-primas. A otimização da velocidade de reação na produção de biodiesel, é possível a partir da utilização de zeólitas, como catalisadores que podem ser recuperados a nível inicial de forma econômica. Foi realizado um trabalho de campo para a coleta de zeólita natural e produção de zeólitas sintéticas variando a quantidade de sílica coloidal e aluminato de sódio. A metodologia que apresentou a zeólita com apenas uma fase zeolítica e com baixa quantidade de material amorfo foi submetida a diferentes tratamentos térmicos (8, 12, 24, e 30 horas). O tratamento térmico de 24 horas obteve uma zeólita (Sodalita) de elevada basicidade o qual foi impregnada com íons Zn2+. Os materiais zeolíticos foram caracterizados com difração de raios X (DRX), método de Rietveld, análise de termogravimetria (TG/DTG), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), análise de fisissorção de nitrogênio e análise qualitativa e quantitativa de basicidade. O teste preliminar de conversão de óleo de soja em ésteres alquílicos foi realizado utilizando a Sodalita sem impregnação, as impregnadas com 3% e 9% de íons Zn2+ e a natural. A que apresentou a maior taxa de conversão foi a Sodalita sem impregnação (40,7%) possivelmente devido a maior quantidade de sítios básicos totais que ela apresenta. A baixa taxa de conversão verificada em outros testes pode estar atrelada a reação de saponificação, possivelmente devido a sua propriedade altamente higroscópica que diminui a eficiência da reação de transesterificação. Ou seja, a presença de água adsorvida na estrutura ou a eixstência de íons Na+ e OH- propicia reações de saponificação do triglicerídeo ao levar água para o meio reacional.

Orientador: Celso Valentim Santilli / Coorientador: Thiago Faheina Chaves / Banca: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Wellington Henrique Cassinelli / Resumo: Este trabalho descreve o estudo de uma nova metodologia de síntese para obtenção de zeólitas MFI contendo uma estrutura hierárquica de poros. A porosidade hierárquica é uma propriedade que aumenta a acessibilidade dos reagentes aos sítios ativos dos cristais zeolíticos, sendo importante na melhora do desempenho desses materiais em diversas aplicações como adsorção, catálise e troca iônica. São vários os métodos que abordam a utilização de organossilanos como geradores de porosidade hierárquica mas poucos são os estudos que abordam esses compostos sendo empregados em sistemas de síntese bifásicos, por exemplo, em sistemas microemulsionados. Neste trabalho, a metodologia de síntese consistiu primeiramente na funcionalização de núcleos zeolíticos com três diferentes organossilanos em uma etapa de pré-cristalização a 40oC: octiltrietoxisilano (C8), dodeciltrietoxisilano (C12) e hexadeciltrimetoxisilano (16). A análise estrutural dos materiais foi feita por meio das técnicas de difração de raios X, RMN no estado sólido, termogravimetria e espectroscopia na região do infravermelho, enquanto as propriedades texturais foram avaliadas por fisissorção de nitrogênio e porosimetria de mercúrio. O organossilano C8 apresentou os resultados mais promissores levando a obtenção de zeólitas MFI contendo poros hierárquicos (Vmicro ~ 0,130 cm3g-1, Vmeso ~ 0,211 cm3g-1) e elevadas área externa específica (Sext ~ 273 m2g-1) e hidrofobicidade (θ ~ 140o). Este organossilano foi então utilizado no es... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work describes a new approach to the synthesis to obtain MFI zeolites with hierarchical porosity. Hierarchical porosity is a property that improves the accessibility of reactants to active sites in the zeolite crystals, which is important in different technical applications like as adsorptive or catalytic processes. There are many methods using organosilane to create the hierarquical porosity but are few studies that explores this compounds in two-phase systems like a micro-emulsion systems. In this work, the methodology first consisted of zeolite nucleus functionalization with three organosilanes in a temperature at 40 oC: octyltriethoxysilane (C8), dodecyltrietoxisilane (C12) and hexadecyltrimethoxysilane (C16). The structural analysis of the materials was done by the using of X-ray diffraction, solid state NMR, thermogravimetry and infrared spectroscopy, while the textural properties were evaluated by nitrogen physisorption and mercury porosimetry. The octyltriethoxysilane demonstrated the best results to obtainment of MFI zeolites containing hierarchical pores (Vmicro ~ 0,130 cm3g-1, Vmeso ~ 0,211 cm3g-1), large surface area (Sext ~ 273 m2g-1) and hydrophobic profile (θ ~ 140o). This organosilane was used in the study of addition of an oil phase (dodecane) after the nucleus functionalization. The oil phase was stabilized by functionalized and hydrophobic zeolite nucleus around the oil phase during the hydrothermal crystallization process at 150o C. In this stage, the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The ZSM-22 zeolite is a microporous crystalline structure which has dimensional solid belonging to the group called molecular sieves. It is common in their synthesis the use of structure direct agents (SDA's), also called direct organic only, which are costly and render the production of the material on an industrial scale. Furthermore, the crystallization times for the formation of the material are around 20 hours. In this work we propose the development of a synthesis route for the ZSM -22 more economically, from a reaction mixture free from organic director and containing seeds of crystallization. Seeds were synthesized by the hydrothermal method at 160 °C in the presence of 1,6- diaminohexane organic template. Samples of ZSM -22 was synthesized by hydrothermal and hydrosolvothermal at a temperature of 170 °C and fixed percentage of seeds (10%) methods, employing the following reagents: methanol, sodium silicate, aluminum sulfate, potassium hydroxide and sulfuric acid. Through systematic variations in synthesis parameters: content of methanol (0 and 4 mol), SiO2/Al2O3 ratio (50 and 100), alkalinity or basicity of the medium (0.2 and 0.4) and ratio of cations : Na + / Na + + K + ( 0 and 0.5) found that the best conditions for the formation of ZSM -22 . The products were characterized by diffraction X-ray method (XRD). According to the results of crystallinity, the best samples are also characterized by thermal analysis (TG/DTG), nitrogen adsorption at 77 K (BET) and scanning electron microscopy (SEM). / A ZSM-22 é uma zeólita que apresenta estrutura cristalina microporosa unidimensional pertencente ao grupo de sólidos denominados de peneiras moleculares. É comum em sua síntese à utilização de agentes direcionadores de estrutura (SDA's), também chamados apenas de direcionador orgânico, que são de custo elevado e inviabilizam a produção do material em escala industrial. Além disso, os tempos de cristalização para formação do material gira em torno de 20 horas. Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma metodologia de síntese para a ZSM-22 mais econômica, partindo de uma mistura reacional isenta de agente direcionador de estrutura e contendo sementes de cristalização. As sementes foram sintetizadas pelo método hidrotérmico à 160ºC na presença do direcionador orgânico 1,6-diaminohexano. As amostras de ZSM-22 foram sintetizadas pelos métodos hidrotérmico e hidrosolvotérmico à temperatura de 170ºC e percentual fixo de sementes (10% em relação ao SiO2), empregando os seguintes reagentes: metanol, silicato de sódio, sulfato de alumínio, hidróxido de potássio e ácido sulfúrico. Através de variações sistemáticas nos parâmetros de síntese: teor de metanol (0 e 4 mol), razão SiO2/Al2O3 (50 e 100), alcalinidade ou basicidade do meio (0,2 e 0,4) e razão dos cátions: Na/Na + K (0 e 0,5), onde constatou-se as melhores condições de formação da ZSM-22. Os produtos obtidos foram caracterizados pelo método de difratometria de raios-x (DRX). Partindo dos resultados de cristalinidade, as melhores amostras também foram caracterizadas por análises térmicas (TG/DTG), adsorção de nitrogênio a 77 K (BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Ferrierite is a high silica zeolite, with bidimensional microporous structure, that shows remarkable performance as acid catalyst in some reactions involving hydrocarbons, especially the isomerization of n-butene to isobutene. In most cases, ferrierite synthesis requires the use of organic structure-directing agents, which increases the material production cost and, consequently, hinders its application on an industrial scale. In the present work, a synthesis route to ferrierite zeolite without using any organic structure agent was developed, starting from a reaction mixture containing seed crystals. The samples were synthesized by hydrothermal method at the temperature of 170 ºC, employing the following reagents: pseudoboehmite, sodium hydroxide, potassium hydroxide and commercial silica. Seeds were prepared from a commercial ferrierite sample with high crystallinity. The synthesis parameters evaluated were as follows: percentage of seeds (5 and 15%), water content (300 and 500 mol) and synthesis time (12 to 72 h). The samples obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), absorption spectroscopy in the infrared region (FT-IR), thermal analysis (TG/DTA) and scanning electron microscopy (SEM). XRD results showed that ferrierite with good crystallinity can be synthesized in a period of 12 h, using a percentage of seeds of 15%, which proves the effectiveness of the proposed methodology. The water content did not affect significantly the crystallization time of ferrierite. However, the more diluted system delayed the advent of contaminating phases such as mordenite. The samples submitted for analysis by infrared spectroscopy showed absorption bands typical of zeolitic structures. Thermal analysis results showed a mass loss of 11 to 14% in the temperature range between 30 and 500 ºC, mainly attributed to the material dehydration. Scanning electron microscopy revealed that the ferrierite produced has an irregular morphology, due to the intergrowth of crystals. / A ferrierita é uma zeólita de alta sílica, com estrutura microporosa bidimensional, que apresenta notável desempenho como catalisador ácido em algumas reações envolvendo hidrocarbonetos, com destaque para a isomerização do n-buteno em isobuteno. Na maioria dos casos, a síntese da ferrierita exige a utilização de agentes orgânicos direcionadores de estrutura, o que aumenta o custo de produção do material e, consequentemente, dificulta sua aplicação em escala industrial. No presente trabalho foi desenvolvida uma rota de síntese da zeólita ferrierita sem o uso de direcionador orgânico, partindo de uma mistura reacional contendo sementes de cristalização. As amostras foram sintetizadas pelo método hidrotérmico à temperatura de 170 ºC, empregando os seguintes reagentes: pseudobohemita, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e sílica comercial. As sementes foram preparadas a partir de uma amostra de ferrierita comercial com alta cristalinidade. Os parâmetros de síntese avaliados foram o percentual de sementes (5 e 15%), o teor de água do sistema reacional (300 e 500 mol) e o tempo de síntese (12 a 72 h). As amostras obtidas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FT-IR), análises térmicas (TG/DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DRX demonstraram que ferrierita com boa cristalinidade pode ser sintetizada em um período de 12 h, empregando um percentual de sementes de 15%, o que comprova a eficácia da metodologia proposta. O teor de água não influenciou de maneira significativa o tempo de cristalização da ferrierita. No entanto, o sistema mais diluído retardou o surgimento de fases contaminantes, como a mordenita. As amostras submetidas à análise por espectroscopia de infravermelho apresentaram as bandas de absorção típicas das estruturas zeolíticas. Os resultados das análises térmicas mostraram uma perda de massa de 11 a 14% na faixa de temperatura entre 30 e 500 ºC, atribuída principalmente à desidratação do material. A microscopia eletrônica de varredura revelou que a ferrierita produzida possui morfologia irregular, devido ao intercrescimento dos cristais.

Zeolites are crystalline aluminosilicates of natural or synthetic origin, with a structure consisting of an extensive microporous three-dimensional network, routinely used as catalysts, ion exchange and adsorbents. The production of ferrierite and other zeolites are limited due to the high cost of the organic structure-directing agents used in synthesis. Many studies are conducted with the goal of finding a viable and more economical route to the possibility of industrial scale production. The purpose of this study was to obtain a methodology for synthesis of ferrierite without using organic structure-directing agents, by hydrothermal method, inserting seeds during the crystallization gel preparation and varying the alkaline concentration of the mixture in order to achieve shorter times of crystallization and lower cost production at a temperature of 200°C. For the synthesis of materials prepared in this work were used: fumed silica as silicon source, pseudoboehmite as a source of aluminum, sodium and potassium hydroxide as sodium and potassium sources, respectively. As seeds to crystallization, samples of commercial ferrierita were used. The synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), spectroscopy of the Fourier transform infrared (FT-IR) and thermal analysis (TG/DTA). The X-ray diffraction patterns showed characteristic peaks of zeolite desired in all conditions of synthesis. The infrared spectra showed bands characteristic of ferrierite, as a further indication of the formation of zeolite. TG curves showed a mass loss of up to 10% in the temperature range from 23 to 400°C. The results of the analysis confirmed the formation of zeolite ferrierite with good crystallinity and purity, proving the efficiency of the methodology. / As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos, de origem natural ou sintética, com estrutura constituída por uma extensa rede tridimensional microporosa, rotineiramente utilizadas como catalisadores, trocadores iônicos e adsorventes. A produção da ferrierita, e outras zeólitas, são limitadas devido ao alto custo do direcionador orgânico utilizado na síntese. Muitos estudos são realizados com o objetivo de encontrar uma rota mais econômica e viável para a possibilidade de produção em escala industrial. O objetivo deste trabalho foi obter uma metodologia para síntese da ferrierita sem utilizar direcionador orgânico, pelo método hidrotérmico, inserindo sementes de cristalização durante o preparo do gel e variando a concentração alcalina da mistura reacional, a fim de alcançar menores tempos de cristalização e menor custo de produção, numa temperatura de 200°C. Para a síntese do material preparado neste trabalho foram utilizados: sílica fumed como fonte de silício, pseudoboehmita como fonte de alumínio, e hidróxido de sódio e potássio como fontes de sódio e potássio, respectivamente. Já para sementes de cristalização, foram utilizadas amostras de ferrierita comercial. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformadas de Fourier (FT-IR) e análises térmicas (TG/DTA). Os difratogramas de raios X mostraram picos característicos da zeólita desejada em todas as condições de síntese. Os espectros de infravermelho apresentaram bandas características da ferrierita, sendo mais um indício da formação da zeólita. As curvas de TG mostraram uma perda de massa de no máximo 10% numa faixa de temperatura de 23 a 400°C. Os resultados das análises realizadas comprovaram a formação da zeólita ferrierita com boa cristalinidade e pureza, comprovando a eficiência da metodologia proposta.

BESSA, Raquel de Andrade. Síntese e caracterização de compósitos de zeólitas magnéticas utilizando caulim para abrandamento de água. 2016. 67 f. Dissertação (Mestrado em química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-03T19:08:16Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T14:55:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T14:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) Previous issue date: 2016 / The present work deals about the synthesis and characterization of magnetic zeolites obtained by hydrothermal route using kaolin from Brazilian Northeast as silicon and aluminum source. By means of the X-ray diffraction technique it was possible to identify zeolite LTA and zeolite P1 as major crystalline phases for each synthesis, with low intensity peaks referent to unreacted quartz present in the kaolin used, which is in accordance to the. FTIR spectra; the nanoparticles were identified as magnetite, with low intensity peaks referent to goethite. In scanning electron microscopy, however, it was not possible to morphologically identify these minor components, while the zeolites showed well defined morphologies, presenting unchanged morphology when in the composites form, but with nanoparticles dispersed over their surface, as expected. From transmission electron microscopy it was observed that the nanoparticles were of ca. 50 nm. Magnetic measurements indicated magnetite presence with superior diameter to critical diameter to superparamagnetic particles and remanent magnetization. Thermogravimetric analyses showed for the composites, lower mass loss than compared to the pure zeolites what may be associated to the improvement of its thermal stability. Granulometric distribution indicated nanoparticles agglomeration in variable sizes, while zeolites formed agglomerates of ca. 10 µm. Water softening was accomplished by using both zeolites, with high efficiency on Ca2+ removal and similar behavior between the zeolite and its respective composite, being the best result observed for zeolite A, with efficiency of 97,95%, reaching equilibrium in the first contact minutes. The dependence on mass studies also showed that zeolite A and its composite presented the best efficiency, whereas zeolite P achieved the same removal levels using corresponding zeolite masses (45 mg). This way, the proposed method for zeolites synthesis proved to be efficient, so that the use of a magnet is capable to attract them, leading their excellent separation from the aqueous medium with its ionic exchange capacity unaffected. / O presente trabalho trata da síntese e caracterização de zeólitas magnéticas obtidas por impregnação de nanopartículas de magnetita a zeólitas A e P, sintetizadas por método hidrotérmico utilizando caulim branco do Nordeste brasileiro como fonte de silício e alumínio. Por meio da técnica de difração de raios-X foi possível identificar como fases cristalinas majoritárias a zeólita LTA e P1 para cada síntese, com picos de baixa intensidade referentes a quartzo, resistente ao processo térmico de tratamento prévio do caulim, bem como nos espectros de infravermelho; as nanopartículas foram identificadas como magnetita, havendo ainda indícios da presença de goethita em pequena quantidade. Nas análises de microscopia eletrônica de varredura, entretanto, não foi possível identificar esses componentes minoritários morfologicamente; enquanto que a morfologia das zeólitas mostrou-se bem definida, sem alterações após a formação dos compósitos, apenas com nanopartículas espalhadas em sua superfície, como desejado. A partir da microscopia eletrônica de transmissão, pôde-se observar melhor a variação de tamanho das nanopartículas, em média de 50 nm. Medidas magnéticas das amostras com essa propriedade indicaram a presença de magnetita com diâmetro superior ao diâmetro crítico para partículas superparamagnéticas e magnetização remanente. As análises termogravimétricas mostraram que a adição das nanopartículas às zeólitas diminuiu sua perda de massa diante do aumento de temperatura e as análises de distribuição granulométrica indicaram a aglomeração das nanopartículas em tamanhos variáveis, enquanto que as zeólitas formaram aglomerados de aproximadamente 10 µm. Os ensaios de abrandamento de águas mostraram alta eficiência das zeólitas em remover Ca2+, com comportamento similar entre a zeólita e o seu respectivo compósito, encontrando para a zeólita A o maior percentual de remoção, de 97,95 %, atingindo equilíbrio nos primeiros minutos de aplicação. Os estudos de massa também mostraram a eficiência da zeólita A e de seu compósito, tendo a zeólita P se aproximado dos mesmos níveis de remoção em massas referentes a 45 mg de zeólita. Assim, o método proposto para síntese das zeólitas magnéticas mostrou-se eficiente, de modo que a utilização de um ímã é capaz de atraí-las facilitando a separação do meio após a aplicação em meio aquoso e sua capacidade de troca iônica não foi afetada.

No processo de hidrocraqueamento para a produção de lubrificantes ocorre a formação de uma corrente rica em compostos parafínicos que possuem alto ponto de fluidez, apesar dos mesmos apresentarem excelentes desempenhos em termos de estabilidade térmica e oxidativa. A transformação das n-parafinas obtidas nestas correntes em isoparafinas e compostos naftênicos, os quais possuem menores pontos de fluidez, se faz necessária a fim de enquadrar esta propriedade. Uma das rotas catalíticas mais importantes neste sentido é a hidroisodesparafinação ou HIDW (hydroisodewaxing) que consiste na conversão de n-parafinas nas respectivas isoparafinas, onde são empregados catalisadores bifuncionais zeolíticos com a ocorrência de seletividade de forma. No caso dos catalisadores industriais, se faz necessária a dispersão da fase metálica e da zeólita em uma matriz amorfa para viabilizar sua conformação e melhorar a resistência mecânica do catalisador final. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi preparar e analisar o desempenho de uma série de catalisadores à base de zeólita beta inseridos numa matriz de alumina, variando-se o teor de zeólita e o tipo de precursor de Pt utilizado. Os catalisadores foram avaliados na reação de hidroisomerização de um composto modelo, no caso, n-hexadecano. Os testes realizados para avaliação da atividade e seletividade foram conduzidos em um reator de fluxo contínuo em alta pressão e fase líquida em unidade de laboratório. Os catalisadores foram testados em condições operacionais que proporcionassem uma ampla faixa de conversões do n-C16. Verificou-se que as atividades dos catalisadores foram proporcionais ao teor de zeólita no catalisador, indicando que a função ácida, neste catalisador bifuncional, é a etapa limitante do processo. Quanto à natureza do precursor de Pt, o catalisador preparado com ácido cloroplatínico foi sensivelmente mais ativo que os preparados com o complexo aminplatina. No entanto, para todos os catalisadores, a distribuição de produtos em função da conversão foi similar, independente do teor de zeólita e da natureza do precursor de platina. Foi também determinado o ponto de fluidez de uma série de produtos de reação, obtendo-se valores entre 17,5 C (n-hexadecano) e - 41 C (produto com 98% de conversão). Obteve-se uma boa correlação entre o ponto de fluidez e a composição dos produtos, considerando-se a presença de isômeros mono, di e tri-substituídos e compostos de menor peso molecular que C16 / The residual oil of hydrocracking process is a useful stream for the production of lubricants. This product is rich in paraffinic compounds which have a high pour point despite having the excellent performances in terms of thermal and oxidation stability. The conversion of the heavy n-paraffins or long alkyl chains into isoparaffins and naphthenic compounds, which have lower pour points, is necessary in order to lower the pour point to adequate values for lubricants formulation. One of the most important catalytic routes in this direction is hydroisodewaxing or HIDW, which consists in the conversion of n-paraffins in the respective isoparaffins with minimum formation of cracked products. For this objective, zeolitic bifunctional catalysts are employed, using zeolites presenting shape selectivity properties in order to avoid n-paraffin cracking. In the case of industrial catalysts, it is necessary to disperse the metallic phase and the zeolite in an amorphous matrix for obtaining adequate shape and mechanical strength. In this work, we studied the performance of a series of catalysts prepared with beta zeolite embedded in a alumina based matrix and varying the content of zeolite and the type of platinum precursor. The catalyst performance was evaluated in the hydroisomerization of a model compound, in this case, n-hexadecane, using a continuous flow reactor at high pressure and liquid phase in laboratory unit. Operating conditions were selected in order to provide a broad range of n-C16 conversions. Catalyst activities were proportional to the zeolite content in the support indicating that the acid function is the limiting one in these catalysts. Moreover,a catalyst prepared with chloroplatinic acid was more active than the one prepared with amine-platinum complex, for the same zeolite content. In despite of the different conversions, all catalysts presented similar isomerized and cracked product distributions as function of the overall n-C16 conversion. Pour points of a series of reaction products were measured and values between 17.5 C (n-hexadecane) and -41 C (98 % conversion) were obtained. A good correlation with pour point and product composition was obtained, taking in account the concentrations of mono, di and tri-branched isoparaffins and cracked products