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Previous issue date: 2015-10-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A substituição de combustíveis fósseis por biocombustíveis obtidos a partir de fontes
renováveis consiste em uma importante estratégia para minimizar as emissões de gases do efeito
estufa. Neste sentido, a conversão da biomassa lignocelulósica em biocombustíveis representa
uma fonte sustentável que atende à demanda global de energia. Elétrons de baixa energia em
plasmas têm potencial para superar a resistência físico-química da biomassa possibilitando a
geração de produtos químicos de alto valor. Isto ocorre devido à quebra química induzida pela
captura eletrônica dissociativa ou por processos de fragmentação através da excitação ou
ionização por impacto de elétrons. Nesta tese foi investigado o espalhamento de elétrons pelas
biomoléculas fenol e furfural, que são subunidades da biomassa lignocelulósica. Espectros
experimentais de perda de energia de elétrons (EPEE) foram registrados para o fenol e furfural,
para energias de impacto de 15, 20, 30, 40 e 250 eV, para ângulos entre 10◦ e 90◦. Estes espectros
foram usados para obtenção de Seção de Choque (SC) e Força de Oscilador Generalizada
(FOG) para as transições eletrônicas permitidas por dipolo, possibilitando também, a
determinação de suas Forças de Oscilador Óptico. Seções de Choque Diferenciais (SCD) foram
medidas para a excitação por impacto de elétrons de estados eletrônicos, bem como de modos
vibracionais compostos não resolvidos do fenol. Estas investigações fornecem os primeiros
resultados publicados na literatura para os estados eletrônicos excitados singleto e tripleto do
fenol, até o primeiro potencial de ionização, e ainda, para as Seções de Choque de excitações
vibracionais. Foram também obtidos dados de Seções de Choque Integrais (SCI) para
excitações eletrônicas e vibracionais por impacto de elétrons em fenol. Dados de Seções de
Choque Diferenciais Triplas (SCDT) para a ionização do fenol por impacto de elétrons (e, 2e)
foram gerados através de uma cinemática coplanar assimétrica para energia eletrônica incidente
de 250eV. Para o furfural, os dados experimentais foram utilizados em conjunto com cálculos
teóricos na atribuição de seus estados excitados. A boa concordância entre os resultados teóricos
e os experimentais permite fornecer a primeira atribuição quantitativa da espectroscopia dos
estados eletrônicos do furfural na faixa de energia estudada. / Replacing fossil fuels with biofuels obtained from renewable sources is an important strategy
to minimize greenhouse gas emissions. In this sense, the conversion of lignocellulosic biomass
into biofuels is a sustainable source of energy to meet global energy demands. Low-energy
electrons in plasmas have the potential to overcome the biomass physicochemical resistance
enabling the production of high value chemicals. This happens due to chemical breakdown
induced through dissociative electron attachment or electron impact excitation- or ionizationfragmentation
processes. In this thesis was investigated the electron scattering by the
biomolecules phenol and furfural, that are subunits of the lignocellulosic biomass. Experimental
electron-energy loss spectra (EELS) were recorded to phenol and furfural, measured at impact
energies of 15, 20, 30, 40 and 250 eV, for angles between 10◦ and 90◦. These spectra were used
to derive Cross Sections (CS) and Generalized Oscillator Strengths (GOS) for the dipoleallowed
electronic transitions, also allowing the determination of their Optical Oscillator
Strengths. Differential cross sections (DCS’s) were measured for the electron-impact excitation
of the electronic states as well as of a number of composite unresolved vibrational modes in
phenol. These investigations provide the first results published on the literature to singlet and
triplet excited electronic states of phenol, up to the first ionization potential and, to the
vibrational excitation Cross Sections. In addition, it were obtained integral cross sections
(ICS’s) data for electron impact vibrational and electronic excitations in phenol. Triple
differential cross sections (TDCS) data for the electron-impact ionization of phenol (e,2e) were
generated with coplanar asymmetrical kinematics for an incident electron energy of 250 eV.
Regarding to furfural, the experimental data were used along with calculations in order to assign
the excited states. The good agreement between the theoretical results and the measurements
allows providing the first quantitative assignment of the electronic state spectroscopy of furfural
over the energy range studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/1776 |
| Date | 01 October 2015 |
| Creators | Neves, Rafael Felipe Coelho |
| Contributors | Lopes, Maria Cristina Andreolli, Silveira, Enio Frota da, Lima, Marco Aurelio Pinheiro, Furones, Maikel Yusat Ballester |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Física, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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