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Previous issue date: 2008-02-14 / Fundação Araucária / Hydrogen peroxide decomposition is an undesirable reaction in the direct H2O2 synthesis process from H2 and O2. It s a desirable reaction for the generation of hydroxyl radicals (-OH) in the advanced oxidation processes. Thus, it is important to understand how the reaction medium conditions affect the H2O2 decomposition. In this work, the influence of the initial concentration of H2O2, the reaction temperature, the catalyst treatment with H2 and the catalyst deactivation (or activation) with H2O2 were studied. The catalysts studied in this work were a 5% Pd/C, a 0,5% Pd/C, a 1% Pd/g-Al2O3, and a 1% Pd/ZrO2. With the exception of the 1% Pd/ZrO2 catalyst, the apparent reaction rate constant (k) was affected by the initial concentration of H2O2 in the reaction medium, and in all cases where the reaction rate constant (k) was affected, its value decreased with the increase of the initial concentration of H2O2. The activation energy value was calculated for all the catalysts and varied between 25 and 55 kJ/mol. For all the catalysts tested, treatment with hydrogen resulted in a significant increase in the apparent reaction rate constant (k), and in a decrease in the activation energy for the reaction. All the reactions were well represented by a first order rate law. The effect of the treatment with H2O2 (realization of successive reactions of H2O2 decomposition, without catalyst exchange) was studied for the 5% Pd/C and 0,5% Pd/C catalysts (exposed to H2 or not). A small deactivation was observed in the 5% Pd/C catalyst (without prior exposure to H2) after four H2O2 decomposition reactions. A more significant deactivation was observed for the 5% Pd/C and 0,5% Pd/C (both treated with H2). For the 0,5% Pd/C catalyst not exposed to hydrogen, an activation of the catalyst occurred after successive reactions of H2O2 decomposition. / A decomposição do peróxido de hidrogênio é uma reação indesejável no processo de síntese direta do H2O2 a partir do H2 e O2. Por outro lado, é uma reação desejável para a formação dos radicais hidroxila (-OH) nos processos oxidativos avançados. Assim, é importante entender como as condições do meio de reação afetam a decomposição do H2O2. Neste estudo, foi verificada a influência de alguns fatores, tais como a concentração inicial de H2O2, a temperatura de reação, o tratamento do catalisador com H2 e a desativação (ou ativação) do catalisador com H2O2. Os catalisadores estudados nesse trabalho foram 5% Pd/C, 0,5% Pd/C, 1% Pd/γ -Al2O3 e 1% Pd/ZrO2. Com exceção do catalisador 1% Pd/ZrO2, a constante de velocidade aparente (k) da reação foi influenciada pela concentração inicial de H2O2 no meio reacional, e em todos os casos onde a constante de velocidade (k) foi afetada, seu valor diminuiu com o aumento da concentração inicial de H2O2. O valor da energia de ativação foi calculado para todos os catalisadores e variou entre 25 e 55 kJ/mol. Para todos os catalisadores testados, o tratamento com hidrogênio resultou em um aumento significativo no valor da constante de velocidade aparente (k), e em uma diminuição do valor da energia de ativação da reação. Todas as reações foram bem representadas por uma lei de velocidade de primeira ordem. O efeito do tratamento com H2O2 (realização de consecutivas reações de decomposição de H2O2, sem a troca do catalisador) foi verificado nos catalisadores 5% Pd/C e 0,5% Pd/C (tratados com H2 e não tratados). Uma pequena desativação foi observada no catalisador 5% Pd/C (não tratado) depois de algumas reações de decomposição do H2O2. Uma desativação mais significativa foi observada nos catalisadores 5% Pd/C e 0,5% Pd/C (ambos tratados com H2). Para o catalisador 0,5% Pd/C (não tratado com H2), ocorreu uma ativação do catalisador depois de sucessivas reações de decomposição do H2O2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/1868 |
| Date | 14 February 2008 |
| Creators | Voll, Fernando Augusto Pedersen |
| Contributors | Santos, João Batista Oliveira dos, Palú, Fernando, Lucena, Sérgio Luiz de, Valença, Gustavo Paim |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Química, UNIOESTE, BR, Desenvolvimento de Processos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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