Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1
carlos rangel.pdf: 2728067 bytes, checksum: fb16fe4d020ade6680388acadc30184b (MD5)
Previous issue date: 2010-02-09 / In this work were synthesized catalysts supported on activated carbons, which
were obtained by carbonization of a polymer matrix. The precursor of activated
carbon was the sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer, which was
synthesized by suspension polymerization in the presence of inert diluents to
produce a macroporous network structure. The chemical modification was
performed by sulfonation with concentrated sulfuric acid in the presence of
dichloroethane. The supported catalysts were obtained by two routes. In the
first one oxides were co-precipitated on the modified copolymer, and then the
polymer was subjected to heat treatment and carbonization followed by
activation. In the second route, the copolymer was first carbonized and
subjected to activation, and then oxides were produced by co-precipitation of
metalic ions. In both cases the coprecipitation involved two steps: incorporation
of iron and cobalt ions through an ion exchange process and then coprecipitation
in alkaline and oxidizer medium. The heat treatment consists of a
heating step at 250 ° C in air atmosphere, carbonization at 900 ° C under
nitrogen atmosphere and activation at 900 º C with a flow of nitrogen saturated
with water vapor. The influence of the percentage of cobalt relative to iron in the
material properties as well as catalytic activity in the reaction of
dehydrogenation of ethylbenzene was investigated. The materials were
characterized by their magnetism, infrared spectroscopy, X-ray diffraction,
chemical analysis, Mossbauer spectroscopy, optical microscopy,
measurements of porosity by nitrogen adsorption and catalytic activity in the
reaction of catalytic dehydrogenation of ethylbenzene with water vapor. It was
observed that the materials prepared by the two different routes have properties
quite different as the amount of metal incorporated, the formation of oxides and
textural properties. It was observed that the thermal treatments influence
dramatically in the oxidation state of iron due to various reactions of oxidation
and reduction occurring during the stages of synthesis and catalytic evaluation.
The catalysts obtained by the two routes had better textural properties than the
commercial catalyst. All supported catalysts obtained were active in the reaction
of dehydrogenation of ethylbenzene. Even the support of activated carbon
oxidized with nitric acid showed catalytic activity. Among the catalysts
synthesized, those obtained by the second route had the best conjugated
results of conversion and selectivity for the reaction, especially those
synthesized with oxidized activated carbon. These catalysts are the most
promising due their textural properties and surface functional groups of
activated carbon. / Neste trabalho foram sintetizados catalisadores suportados em carvões
ativados, que foram obtidos por meio da carbonização de uma matriz
polimérica. O precursor do carvão ativado foi o copolímero de estireno e
divinilbenzeno sulfonado, que foi sintetizado por meio de polimerização em
suspensão, na presença de diluentes inertes para a produção de uma estrutura
macroporosa e reticulada. A modificação química por sulfonação foi realizada
com ácido sulfúrico concentrado na presença de dicloroetano. Os catalisadores
suportados foram obtidos por duas rotas. Na primeira delas os óxidos foram
coprecipitados sobre o copolímero modificado, e em seguida o polímero foi
submetido a tratamentos térmicos e carbonização, e posterior ativação. Na
segunda rota, o copolímero foi primeiramente carbonizado e submetido a
ativação, e em seguida os óxidos foram produzidos pela coprecipitação de íons
metálicos. Em ambos os casos a coprecipitação envolveu duas etapas:
incorporação dos íons ferro e cobalto por meio do processo de troca iônica e
em seguida coprecipitação em meio alcalino oxidante. O tratamento térmico
consiste em uma etapa de aquecimento a 250 ºC em atmosfera de ar, a
carbonização a 900 ºC em atmosfera de nitrogênio e a ativação a 900 ºC com
um fluxo de nitrogênio saturado com vapor de água. Investigou-se durante a
preparação dos catalisadores a influência do percentual de cobalto em relação
ao ferro nas propriedades do material, e consequentemente em sua atividade
catalítica na reação de desidrogenação do etilbenzeno. Os materiais foram
caracterizados por seu magnetismo, espectroscopia de infravermelho, difração
de raios X, análise química, espectroscopia de Mössbauer, microscopia ótica,
medidas de porosidade por adsorção física de nitrogênio e atividade catalítica
na reação de desidrogenação catalítica do etilbenzeno com vapor de água.
Observou-se que os materiais preparados pelas duas rotas distintas
apresentaram propriedades bastante diferentes quanto a quantidade de metal
incorporado/coprecipitado, a formação dos óxidos e as propriedades texturais.
Evidenciou-se ainda que os tratamentos térmicos influenciam drasticamente
nos óxidos formados devido a várias reações de oxidação e redução que
ocorrem durante as etapas de síntese e mesmo na avaliação catalítica. Os
catalisadores obtidos pelas duas rotas apresentaram propriedades texturais
superiores as do catalisador comercial. Todos os catalisadores suportados
obtidos foram ativos na reação de desidrogenação do etilbenzeno. Até mesmo
o suporte de carvão ativado oxidado com ácido nítrico apresentou atividade
catalítica. Dentre os catalisadores sintetizados, os obtidos pela segunda rota
apresentaram os melhores resultados conjuntos de conversão e seletividade
para a reação, principalmente os sintetizados com carvão ativado oxidado.
Esses catalisadores são os mais promissores devido as propriedades texturais
e aos grupos funcionais superficiais do carvão ativado.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/1068 |
| Date | 09 February 2010 |
| Creators | OTTO, Carlos Rangel Neves |
| Contributors | RABELO, Denilson |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Mestrado em Química, UFG, BR, Educação em Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds