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Previous issue date: 2013-08-23 / FACEPE / A adsorção de compostos organossulfurados está se tornando um processo
importante na remoção de enxofre de combustíveis derivados de petróleo. Neste
contexto, realizamos modelagem molecular com método de química
computacional da adsorção de compostos orgânicos sulfurados alifáticos
(propanotiol) e aromáticos (tiofeno) em zeólita Y com os cátions de compensação
de carga H+, Na+, Ag+, Cu+ e Zn2+. As estruturas e as energias de adsorção foram
obtidas com cálculos de química quântica empregando o método ONIOM com
três (PBE1PBE:HF:UFF=QEQ) e duas (PBE1PBE:UFF=QEQ) camadas,
respectivamente, para simular a contribuição do ambiente químico da estrutura
cristalina com um modelo extenso contendo 1473 átomos, denominado, Z40-nT,
com n = 3, 5, 6, 7 e 12 sendo o número de tetraedros SiO4 e AlO4 utilizados nas
vizinhanças da adsorção. Constatou-se que as estruturas obtidas possuem boa
concordância entre si e que fornecem os modos de interação entre o composto
sulfurado e a zeólita. No caso do tiofeno, o modo de coordenação η1S, apesar
de ser menos estável, em que o enxofre do anel interage diretamente cátion foi
aquele que forneceu os melhores resultados com relação aos valores das
energias de adsorção. Disso advém a suposição de que há uma preferência
maior por esse modo de adsorção num sistema real. As zeólitas estudadas
demonstraram alta capacidade de interação com os compostos sulfurados,
justificando assim a potencialidade do uso desses materiais no processo de
dessulfurização adsortiva de combustíveis derivados do petróleo. Para a
adsorção do tiofeno os valores da energia de adsorção crescem em função do
cátion na ordem: H+ < Na+ < Ag+ < Cu+ < Zn2+, para o sítio de adsorção SIII. No
sítio SII as interações com os cátions dos metais de transição são similares.
Estes resultados estão de acordo com o que é observado dos dados
experimentais disponíveis. Para adsorção de propanotiol obtivemos a ordem Na+
< H+ < Ag+ < Cu+ < Zn2+ e esses resultados são inéditos na literatura. / The adsorption of organosulfur compounds is becoming an important process in
desulfurization of fossil fuels. In this context, we performed molecular modeling,
through computational chemistry method, the adsorption of aliphatic
(propanethiol) and aromatic (thiophene) organosulfur compounds in faujasites
zeolites (Y) with four compensation charges: H+, Na+, Ag+, Cu+ and Zn2+. The
structures and adsorption energies were obtained by quantum chemical
calculations employing ONIOM with three (PBE1PBE:HF:UFF=QEQ) and two
(PBE1PBE:UFF=QEQ) layers, respectively, to simulate the chemical
environment contribution of the crystalline structure with a model containing 1473
atoms called Z40-nT, where n = 3, 5, 6, 7 and 12 is the number of tetrahedral
SiO4 and AlO4 used in the site of adsorption. It was found that the structures
obtained showed good agreement between themselves and provide the modes
of interaction between the sulfur compound and the zeolite. For the thiophene,
the coordination mode η1S, although less stable, wherein the sulfur ring interacts
directly with the cation, was that which gave the best results for the values of the
adsorption energies. Thus it comes the assumption of that coordination mode has
a higher preference for adsorption in a real system. Zeolites studied showed a
high capacity for interaction with sulfur compounds, thus justifying the potential
use of these materials in the adsorptive desulfurization of petroleum fuels. For
thiophene, the adsorption energy values, according to the cation, grow in order:
H+ < Na+ < Ag+ < Cu+ < Zn2+ for the adsorption site SIII. On the site SII,
interactions with cations of transition metals are similar. These results are
consistent in good quantitative agreement with the available experimental data.
For adsorption of propanethiol we obtained the order Na+ < H+ < Ag+ < Cu+ < Zn2+
and these results are unpublished in the literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18495 |
| Date | 23 August 2013 |
| Creators | OLIVEIRA, Paulo McMiller Crisostomo de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/1289512724651335, LONGO, Ricardo Luiz |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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