Síntese e estudos estruturais de novos materiais luminescentes

A presente dissertação teve como objectivo a síntese, caracterização e estudo das propriedades luminescentes de complexos livres e/ou imobilizados no material mesoporoso MCM-41. Na primeira parte estudaram-se complexos do tipo, Eu(NTA)3L2, onde NTA corresponte ao β-dicetonato 1-(2-naftoil)-3,3,3-trifluoro-acetonato, e L2 aos ligandos bidentados de azoto derivados do pirazolilpiridina e L aos ligandos monodentados (etil-4-piridilacetato, água, piridina e metilfenilsulfóxido). Alguns destes ligandos foram imobilizados e/ou impregnados no MCM-41, tendo-se posteriormente complexado o fragmento Eu(NTA)3. Na segunda parte estudou-se o efeito do contra-ião no complexo C[Eu(NTA)4], usando os catiões (C): tetrabutilamónio [NBu4]+, 1-butil-3-metilimidazolilo [C4mim]+ e 1-butil-3-metilpiridínio [C4mpy]+. O anião [Eu(NTA)4]- foi imobilizado no MCM-41 derivatizado com grupos 1-propil-3-metilimidazolilo. Todos os complexos preparados foram caracterizados pelas técnicas de análise elementar, termogravimetria, espectroscopias vibracionais (Infravermelho e Raman) e de ressonância magnética nuclear, e os materiais preparados foram adicionalmente analisados por difracção de raios-X de pós e ressonância magnética nuclear de estado sólido. Foram também estudadas as propriedades fotoluminescentes dos compostos, e para facilitar a análise dos resultados, nalguns casos foram preparados e caracterizados os compostos análogos de gadolínio.

New HDPE/MCM41 nanocomposites with improved mechanical performance: synthesis and characterizatio

Ordered mesoporous silicas with a channel structure of well-defined geometries and dimensions at nanometer scale are excellent candidates to host intercalation reactions. In recent years, our research group has shown that mesoporous silicas of the M41S class combined with metallocene complexes give rise to excellent supported catalysts for ethylene polymerisation. Due to the support characteristics, the reaction is allowed to occur in the channels and in this way hybrid organic-inorganic materials can be prepared within a large range of nanofiller concentration. These HDPE/MCM-41 nanocomposites exhibit an improved mechanical performance and an easier degradability due to the additional role of MCM-41 as a promoter for PE degradation.

Design de compostos oxometálicos e estudo das suas propriedades catalíticas em reações de oxidação

A presente dissertação tem como objetivo principal contribuir para um maior conhecimento e compreensão das propriedades catalíticas de sistemas baseados em metais de transição com estado de oxidação elevado. O trabalho desenvolvido englobou a síntese e a caracterização de novos compostos de molibdénio, tendo como ponto de partida a síntese de cis-dioxocomplexos do tipo MoO2Cl2Ln (n = 1 ou 2, conforme ligandos bidentados ou monodentados, respetivamente) a partir dos precursores MoO2Cl2, MoO3 e Na2MoO4 com ligandos como dimetilformamida (DMF), tris(benzimidazolil)metano (HC(bim)3). Os compostos MoO2Cl2(DMF)2 (Capítulo2) e [MoO2Cl(HC(bim)3]Y (Y = Cl, BF4 e PF6) (Capítulo 3) foram testados como precursores catalíticos na epoxidação de olefinas, em fase heterogénea. O primeiro foi imobilizado no suporte MCM-41 enquanto os últimos foram heterogeneizados com recurso a líquidos iónicos - [BMIM]Y e [BMPy]Y (BIM = 1-n-butil-3-metilimidazólio, BMPy = 1-n-butil-3-metilpiridina; Y = BF4 ou PF6), como estratégia alternativa à heterogeneização dos catalisadores homogéneos. Por outro lado, aprofundou-se também a epoxidação de olefinas em fase homogénea e, para isso, sintetizaram-se os compostos Mo(CO)3(HC(pz)3) (HC(pz)3 = tris(1-pirazoli)metano), Mo(CO)3(HC(3,5-Me2pz)3 (HC(3,5-Me2pz)3 = tris(3,5-dimetil-1-pirazolil)metano) (Capítulo 4) e Mo(CO)4(BPM) (BPM = bis(pirazolil)metano) (Capítulo 5) a partir do material de partida Mo(CO)6. A descarbonilação oxidativa destes compostos, com TBHP, originaram estruturas cristalinas do tipo dioxo--oxo, [{MoO2(HC(pz)3)}2(2-O)][Mo6O19] e [{MoO2(HC(3,5-Me2pz)3)}2(2-O)][Mo6O19], e oxodiperoxo, MoO(O2)2(BPM), respetivamente. Obtiveram-se os mesmos produtos in situ durante as respetivas reações catalíticas. Todos os compostos foram utilizados como catalisadores ou pré-catalisadores na epoxidação de olefinas, com bons resultados. Por fim e, tendo em conta o crescente interesse em materiais híbridos orgânicos-inorgânicos baseados em óxidos de molibdénio, sintetizou-se o composto MoO2Cl2(pypzEA) (pypzEA = etil[(3-piridin-2-il)-1H-pirazol-1-il]acetato) o qual, ao reagir com água, originou o material híbrido [Mo2O6(HpypzA)] (HpypzA = [3-(piridin-2-il)-1H-pirazol-1-il]acetato) (Capítulo 6). A estrutura deste último composto foi resolvida por difração de monocristal e de raio-X de pós, em conjunto com a informação proveniente de técnicas como FT-IR, RMN 13C CP/MAS e análise elementar. Este material híbrido apresenta um bom desempenho catalítico quando o TBHP é usado como oxidante e continua estável e a comportar-se como um catalisador heterogéneo mesmo após sofrer testes de reciclagem e de filtração. Ainda durante este estudo constatou-se que a reação oxidativa do material de partida, MoO2Cl2(pypzEA), com TBHP, originou o oxo(diperoxo)complexo MoO(O2)2(pypzEA) e o complexo octamérico [Mo8O24(pypzEA)4] obtido previamente pela descarbonilação oxidativa do Mo(CO)4(pypzEA). Todos os catalisadores ou precursores de espécies ativas foram analisados por técnicas de caracterização comuns (AE, FT-IR, Raman, ATR, 1H RMN) bem como por técnicas de caracterização do estado sólido (EXAFS, DRX de pós e de cristal único, 13C e 29Si RMN CP MAS). Os compostos com propriedades catalíticas e pré-catalíticas promissoras foram estudados nas reações catalíticas de epoxidação de diversas olefinas, nomeadamente, cis-cicloocteno, 1-octeno, trans-2-octeno, -pineno, (R)-(+)-limoneno, estireno, norborneno, entre outras.

Lesões músculo-esqueléticas ligadas ao trabalho : que métodos de avaliação do

Entre os contributos etiológicos das principais LMEMSLT observam-se distintas perspectivas fisiopatológicas, diversos factores de risco – determinantes na óptica dos diversos investigadores – assim como díspares suportes conceptuais na elaboração dos métodos de identificação e avaliação do risco de LMEMSLT. A frequente insuficiência de informação e até, eventualmente, a presença de elementos cientificamente pouco robustos (ou mesmo hipotéticos) no procedimento de obtenção dos resultados finais (scores) com cada método de avaliação do risco, julga-se determinar a obtenção de distintos resultados no mesmo posto de trabalho e deu origem à principal questão de investigação: será possível identificar qual o(s) método(s) de avaliação do risco de LMEMSLT mais adequado (s) face à presença de factores de risco no local de trabalho? O presente estudo foi efectuado numa empresa da indústria automóvel e analisou a utilização de uma estratégia gradativa de selecção de instrumentos de identificação de factores de risco e de métodos de avaliação integrada do risco de LMEMSLT, no sentido de contribuir para a efectividade do processo de identificação e avaliação do risco destas lesões em meio industrial. No essencial, utilizou-se uma adaptação da estratégia de avaliação do risco de Malchaire (Malchaire, 1999), analisando os dois primeiros passos, os mais frequentes e que se consideram essenciais: a identificação de factores de risco e a avaliação do risco. Utilizaram-se como ponto de partida as classificações do risco em postos de trabalho onde a aplicação do método OCRA – base do projecto de norma Europeu prEN 1005-5 para a estimativa do risco de LMEMSLT – identificou níveis de risco moderados e/ou elevados (score OCRA ≥ 16,5). Assim analisaram-se postos de trabalho (n=71) classificados pelo método OCRA (Occhipinti, 1998) como de risco de LMEMSLT moderado (n=37) e elevado (n=34). Registou-se em vídeo a actividade de trabalho e analisaram-se os principais factores de risco (postura, força, repetitividade e exposição a vibrações). Aplicaram-se diversos instrumentos: (1) de identificação de factores de risco – filtros HSE (HSE, 2002) e OSHA (Silverstein, 1997) – e (2) de análise do risco – métodos RULA (McAtamney; Corlett, 1993), SI (Moore; Garg, 1995) e HAL (Lakto et al., 1997). Dos resultados globais da aplicação dos referidos filtros e métodos é possível destacar que os resultados dos filtros são no essencial semelhantes, enquanto os métodos apresentam discrepâncias mais evidentes: o método OCRA classificou os 71 postos de trabalho como de risco, o método SI classificou 41 postos com esse nível, o método HAL classificou 35 postos como de risco e o método RULA classificou apenas 26 postos de risco (OCRA-RULA rS=-0,126 n.s.). Apesar disso as relações existentes entre os seus resultados apresentam algumas semelhanças (p<0,001): OCRA-SI rSp=0,520 e OCRA-HAL rSp=0,422. Destaque, igualmente, para as divergências entre os postos classificados de risco elevado com os diversos métodos, isto é, por exemplo de entre os 41 postos com scores de risco da aplicação do método SI apenas se encontram12 postos classificados de risco pelo método RULA. Os resultados dos filtros permitiram no geral identificar a presença ou ausência dos principais factores de risco, apesar de se verificarem distintos resultados de validade preditiva particularmente a nível da postura (HSE=0,75; OSHA=0,57) e da aplicação de força (HSE=0,59; OSHA=0,80). Os resultados dos métodos permitem evidenciar ponderações diversas para os factores de risco analisados, apresentando semelhanças em situações de aplicação de força (OCRA=0,80; SI=0,80; HAL=0,78), de dissemelhanças na análise da presença de posturas extremas (OCRA=0,62; SI=0,68; RULA=0,48) e da repetitividade (OCRA=0,66; SI=0,35; RULA=0,43; HAL=0,39) ou, em oposição, não incluindo na sua avaliação do risco determinados factores de risco, como é o caso da exposição a vibrações (SI, RULA e HAL) ou da avaliação das posturas (HAL). Deste modo, conclui-se pela pertinência da utilização de um filtro que permita a identificação dos factores de risco presentes em cada posto de trabalho e por consequência oriente a selecção do método mais indicado ou ainda, em oposição, do método contra-indicado. Este trabalho, como um contributo para uma efectiva identificação e avaliação do risco de LMEMSLT, alerta para a necessidade de elaboração

The trapping and decomposition of toxic gases such as hydrogen cyanide using modified mesoporous silicates

Selected silicas were modified with the covalently bound ligand 2,6-bis(benzoxazoyl)pyridine (BBOP), equilibrated with copper(II) nitrate, then challenged with toxic vapour containing HCN (8000 mg m(-3) at 80% relative humidity). The modified SBA-15 material (Cu-BBOP-SBA-15) had an improved breakthrough time for HCN (36 min at a flow rate of 30 cm(3) min(-1)) when compared to the other siliceous materials prepared in this study, equating to a hydrogen cyanide capacity of 58 mg g(-1), which is close to a reference activated carbon adsorbent (24 min at 50 cm(3) min(-1)) that can trap 64 mg g(-1). The enhanced performance observed with Cu-BBOP-SBA-15 has been related to the greater accessibility of the functional groups, arising from the ordered nature of the interconnected porous network and large mesopores of 5.5 nm within the material modified with the Cu(II)-BBOP complex. Modified MCM-41 and MCM-48 materials (Cu-BBOP-MCM-41 and Cu-BBOP-MCM-48) were found to have lower hydrogen cyanide capacities (38 and 32 mg g(-1) respectively) than the Cu-BBOP-SBA-15 material owing to the restricted size of the pores (2.2 and <2 nm respectively). The materials with poor nano-structured ordering were found to have low hydrogen cyanide capacities, between 11 and 19 mg g(-1), most likely owing to limited accessibility of the functional groups. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Synthesis and characterization of packed mesoporous tungsteno-silicates: application to the catalytic dehydrogenation of 2-propanol

The synthesis of highly ordered mesoporous tungsteno-silicas in which a high percentage of tungsten is introduced into a silica framework is reported hereafter. Powder XRD and TEM have been used to characterize the materials synthesized at room temperature. The materials are shown to be homogeneous as there is no evidence for any crystalline species other than the silica framework. The pore diameter and the surface area of the materials, evaluated from the nitrogen adsorption isotherms and unit cell parameter indicate a pore diameter of about 2 nm and a surface area of 1400 m(2) g(-1) for a content of 10% tungsten. Catalyzed dehydration of 2-propanol has been investigated and the activity of the materials synthesized is significant, even for low tungsten content W-MCM-41 materials. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Catalisadores de vanádio (V) contendo ligante tris(pirazolil)borato : rotas de imobilização e avaliação em polimerização de etileno

As sínteses, caracterizações e estudos referentes a polimerização do etileno de uma série de complexos {TpMs*}V(NtBu)Cl2 (1), {TpMs*}V(O)Cl2 (2), {TpMePh]V(NtBu)Cl2 (3) e {Tp*}V(O)Cl2 (4) são descritas. A reação destes complexos com MAO geram espécies catalíticas ativas para a polimerização do etileno. Para as reações de polimerização realizadas em tolueno a 30°C, as atividades variaram entre 71 e 1.126 kg de PE/mol[V]·h·atm. A atividade mais alta foi obtida usando o precursor catalítico 1. As curvas de DSC mostraram a formação de polietileno de alta densidade com temperaturas de fusão entre 134 e 141ºC. Visando a obtenção de catalisadores suportados, o complexo 1 foi imobilizado através do método direto sobre os seguintes suportes inorgânicos: SiO2, SiO2 modificada com MAO, SiO2-Al2O3, MCM-41, MgO e MgCl2. O teor de metal imobilizado, determinado por XRF, permaneceu entre 0,22 e 0,50 % g V/g suporte (p/p %).Os maiores teores de metal foram encontrados para os suportes com maiores áreas superficiais (SiO2–Al2O3 e MCM-41). Todos os sistemas mostraram-se ativos na polimerização do etileno na presença de MAO ou TiBA/MAO (1:1) (Al/V = 1000). A atividade catalítica mostrou-se dependente da natureza do suporte, ficando esta entre 8 e 89 kg de PE/mol[V]·h·atm. Os melhores resultados foram obtidos para sílica. Suportes ácidos ou básicos forneceram sistemas catalíticos menos ativos. Os polietilenos apresentaram pesos moleculares médios (Mw) superiores a 2.000.000 g/mol, sugerindo a produção de polímeros com ultra-alto peso molecular. Baseado nos resultados referentes a imobilização de 1, o complexo 2 foi imobilizado sobre SiO2 e SiO2 modificada com MAO. As reações de polimerização deste catalisador suportado foram realizadas em tolueno a 30ºC, utilizando MAO ou TiBA/MAO (1:1) (Al/V = 1000). Os resultados de atividade variaram entre 7 e 236 kg de PE/mol[V]·h·atm, sendo a maior atividade encontrada para o sistema suportado 2/SiO2/MAO(4,0 % Al/SiO2) na presença da mistura de cocatalisadores TiBA/MAO (1:1). Os complexos 1 e 2 foram imobilizados “in situ” utilizando SiO2 e SiO2/MAO (4,0 % em peso de Al/SiO2) como suportes, empregando 0,02 % em peso de V/g suporte. Todos os sistemas estudados foram ativos nas reações de polimerização do etileno. Para o complexo 1, a maior atividade (1.903 kg de PE/mol[V]·h·atm) foi obtida utilizando o sistema 1/SiO2/MAO (4,0 % em peso de Al/SiO2) na presença do MAO. Cabe ressaltar que, para este sistema catalítico, o uso de TMA ao invés de MAO proporciona a formação de um sistema catalítico altamente ativo (1.342 kg de PE/mol[V]·h·atm). A maior atividade (1.882 kg de PE/mol[V]·h·atm) para o complexo 2 foi encontrada quando o mesmo foi suportado “in situ” sobre SiO2, utilizando MAO como cocatalisador. O catalisador de vanádio preparado “in situ” sobre o suporte na presença do MAO apresentou uma atividade catalítica de 22 kg de PE/mol[V]·h·atm) sendo a mesma inferior àquela obtida utilizando o sistema via imobilização do catalisador “in situ”. Várias rotas sintéticas (hidrolíticas e não-hidrolíticas) objetivando a preparação “in situ” do catalisador sobre sílicas-híbridas foram empregadas, entretanto todas as tentativas falharam devido à alta reatividade do grupo NCO com alguns reagentes empregados no processo de preparação das mesmas. Uma série de catalisadores híbridos foram preparados pela combinação e imobilização seqüencial de {TpMs*}V(NtBu)Cl2 (1) e [LFeCl2] (8) (L = 2,6-bis(imino)piridila) sobre SiO2/MAO (4,0% em peso de Al/SiO2) em diferentes proporções (1:1) e (1:3). Todos os sistemas foram ativos na polimerização do etileno na presença de MAO como cocatalisador. A atividade mostrou-se dependente da natureza do complexo e da ordem de imobilização. A maior atividade foi obtida para o sistema V/Fe/SMAO-4 (1:1) (117 kg de PE/mol[M]·h·atm). Baseado nas curvas de DSC, diferentes tipos de PE podem ser obtidos dependendo da natureza do complexo imobilizado e da ordem da adição dos catalisadores no suporte. Para os sistemas híbridos, a presença do Fe determina a formação de PE com dois picos de fusão.

Mesoestruturas porosas a partir de materiais naturais

The MCM-41 mesoporous synthesis was done using rice hulls ash and chrysotile as natural alternative silica sources. For the using of these sources, chemical and thermic treatments were done in both materials. After chemical and thermic treatments, these materials were employed on the MCM-41 mesoctructures synthesis. The natural materials treated and employed in the synthesis were characterized by several techniques such as X-ray diffraction, N2 adsorption and desorption, scanning electronic microscopy and thermogravimetric analysis. MCM-41 standart samples synthetized with aerosil 200 commercial sílica were used to evaluation. The formed material from rice hulls ash showed values from BET specific area about 468 m².g-1, N2 adsorption and desorption isotherms and loss mass similar to reference materials. The silica from chrysotile calcined and leached was employed to mesoporous materials synthesis. The BET specific area showed values about 700 m².g-1, N2 adsorption and desorption isotherms type IV and loss mass similar to mesoporous materials. The formed material from calcined and leached chrysotile, without calcination, applied to phenol remotion carried high performance liquid chromatography and evaluated with organophilic clays with different treatments. By the characterization techniques were proved that mesoporous materials with lesser order that reference samples. The material formed from rice hulls ash without the calcination step achieved better adsorption results than organophilic clays

Conversão térmica e termocatalítica à baixa temperatura do óleo de girassol para obtenção de bio-óleo

The use of biofuels remotes to the eighteenth century, when Rudolf Diesel made the first trials using peanut oil as fuel in a compression ignition engine. Based on these trials, there was the need for some chemical change to vegetable oil. Among these chemical transformations, we can mention the cracking and transesterification. This work aims at conducting a study using the thermocatalytic and thermal cracking of sunflower oil, using the Al-MCM-41 catalyst. The material type mesoporous Al-MCM-41 was synthesized and characterized by Hydrothermical methods of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption, absorption spectroscopy in the infrared and thermal gravimetric analysis (TG / DTG).The study was conducted on the thermogravimetric behavior of sunflower oil on the mesoporous catalyst cited. Activation energy, conversion, and oil degradation as a function of temperature were estimated based on the integral curves of thermogravimetric analysis and the kinetic method of Vyazovkin. The mesoporous material Al-MCM-41 showed one-dimensional hexagonal formation. The study of the kinetic behavior of sunflower oil with the catalyst showed a lower activation energy against the activation energy of pure sunflower oil. Two liquid fractions of sunflower oil were obtained, both in thermal and thermocatalytic pyrolisis. The first fraction obtained was called bio-oil and the second fraction obtained was called acid fraction. The acid fraction collected, in thermal and thermocatalytic pyrolisis, showed very high level of acidity, which is why it was called acid fraction. The first fraction was collected bio-called because it presented results in the range similar to petroleum diesel

Pirólise rápida catalítica do capim elefante utilizando materiais mesoporosos e óxidos metálicos para deoxigenação em bio-óleo

The fast pyrolysis of lignocellulosic biomass is a thermochemical conversion process for production energy which have been very atratactive due to energetic use of its products: gas (CO, CO2, H2, CH4, etc.), liquid (bio-oil) and charcoal. The bio-oil is the main product of fast pyrolysis, and its final composition and characteristics is intrinsically related to quality of biomass (ash disposal, moisture, content of cellulose, hemicellulose and lignin) and efficiency removal of oxygen compounds that cause undesirable features such as increased viscosity, instability, corrosiveness and low calorific value. The oxygenates are originated in the conventional process of biomass pyrolysis, where the use of solid catalysts allows minimization of these products by improving the bio-oil quality. The present study aims to evaluate the products of catalytic pyrolysis of elephant grass (Pennisetum purpureum Schum) using solid catalysts as tungsten oxides, supported or not in mesoporous materials like MCM-41, derived silica from rice husk ash, aimed to reduce oxygenates produced in pyrolysis. The biomasss treatment by washing with heated water (CEL) or washing with acid solution (CELix) and application of tungsten catalysts on vapors from the pyrolysis process was designed to improve the pyrolysis products quality. Conventional and catalytic pyrolysis of biomass was performed in a micro-pyrolyzer, Py-5200, coupled to GC/MS. The synthesized catalysts were characterized by X ray diffraction, infrared spectroscopy, X ray fluorescence, temperature programmed reduction and thermogravimetric analysis. Kinetic studies applying the Flynn and Wall model were performed in order to evaluate the apparent activation energy of holoceluloce thermal decomposition on samples elephant grass (CE, CEL and CELix). The results show the effectiveness of the treatment process, reducing the ash content, and were also observed decrease in the apparent activation energy of these samples. The catalytic pyrolysis process converted most of the oxygenate componds in aromatics such as benzene, toluene, ethylbenzene, etc

Craqueamento térmico e termocatalítico do óleo de girassol (Hellianthus annus L.) sobre materiais micro e mesoporosos

Microporous materials zeolite type Beta and mesoporous type MCM-41 and AlMCM-41 were synthesized hydrothermally and characterized by methods of X-ray diffraction, Fourier transform infrared, scanning electron microscopy, surface acidity, nitrogen adsorption, thermal analysis TG / DTG. Also we performed a kinetic study of sunflower oil on micro and mesoporous catalysts. The microporous material zeolite beta showed a lower crystallinity due to the existence of smaller crystals and a larger number of structural defects. As for the mesoporous materials MCM-41 and AlMCM-41 samples showed formation of hexagonal one-dimensional structure. The study of kinetic behavior of sunflower oil with zeolite beta catalysts, AlMCM-41 and MCM-41 showed a lower activation energy in front of the energy of pure sunflower oil, mainly zeolite beta. In the thermal cracking and thermocatalytic of sunflower oil were obtained two liquid fractions containing an aqueous phase and another organic - organic liquid fraction (FLO). The FLO first collected in both the thermal cracking as the thermocatalytic, showed very high level of acidity, performed characterizations of physicochemical properties of the second fraction in accordance with the specifications of the ANP. The second FLO thermocatalytic collected in cracking of sunflower oil presented results in the range of diesel oil, introducing himself as a promising alternative for use as biofuel liquid similar to diesel, either instead or mixed with it

Carregadores de oxigênio a base de níquel suportado em materiais mesooros para aplicação na recirculação química com reforma (RQR)

Oxygen carriers are metal oxides which have the ability to oxidize and reduce easily by various cycles. Due to this property these materials are widely usedin Chemical-Looping Reforming processes to produce H2 and syngas. In this work supports based on MCM-41 and La-SiO2 were synthesized by hydrothermal method. After the synthesis step they were calcined at 550°C for 2 hours and characterized by TG, XRD, surface area using the BET method and FTIR spectroscopy. The deposition of active phase, in this case Nickel, took place in the proportions of 5, 10 and 20% by weight of metallic nickel, for use as oxygen carriers.The XRD showed that increasing in the content of Ni supported on MCM-41 resulted in a decrease in spatial structure and lattice parameter of the material. The adsorption and desorption curves of the MCM-41 samples exhibited variations with the increase of Ni deposited. Surface area, average pore diameter and wall density of silica showed significant changes , due to the increase of the active phase on the mesoporous material. By other hand, in the samples with La-SiO2 composition was not observed peaks characteristic of hexagonal structure, in the XRD diffractogram. The adsorption/desorption isotherms of nitrogen observed are type IV, characteristic of mesoporous materials. The catalytic test indicates that the supports have no influence in the process, but the nickel concentration is very important, because the results for minor concentration of nickel are not good. The ratio H2/O2 was close to 2, for all 15 cycles involving the test storage capacity of O2, indicating that the materials are effective for oxygen transport

Síntese e caracterização de zeólita beta hierarquizada e materiais híbridos micro-mesoporosos aplicados no craqueamento de PEAD

A catalyst of great interest to the scientific community tries to unite the structure of ordered pore diameter from mesoporous materials with the properties of stability and acid activity to microporous zeolites. Thus a large number of materials was developed in the past decades, which although being reported as zeolites intrinsically they fail to comply with some relevant characteristics to zeolites, and recently were named zeolitic materials of high accessibility. Among the various synthesis strategies employed, the present research approaches the synthesis methods of crystallization of silanized protozeolitic units and the method of protozeolitic units molded around surfactant micelles, in order for get materials defined as hierarchical zeolites and micro-mesoporous hybrid materials, respectively. As goal BEA/MCM-41 hybrid catalysts with bimodal pore structure formed by nuclei of zeolite Beta and cationic surfactant cetyltrimethylammonium were developed. As also was successfully synthesized the hierarchical Beta zeolite having a secondary porosity, in addition to the typical and uniform zeolite micropores. Both catalysts were applied in reactions of catalytic cracking of high density polyethylene (HDPE), to evaluate its properties in catalytic activity, aiming at the recycling of waste plastics to obtain high value-added raw materials and fuels. The BEA/MCM-41 hybrid materials with 0 days of pre-crystallization did not show enough properties for use in catalytic cracking reactions, but they showed superior catalytic properties compared to those ordered mesoporous materials of Al-MCM-41 type. The structure of Beta zeolite with hierarchical porosity leads the accessibility of HDPE bulky molecules to active centers, due to high external area. And provides higher conversion to hydrocarbons in the gasoline range, especially olefins which have great interest in the petrochemical industry

Síntese de catalisadores nanoporosos na ausência total e parcial de direcionadores orgânicos para pirólise catalítica de óleos pesados e intermediários

The processing of heavy oil produced in Brazil is an emergency action and a strategic plan to obtain self-sufficiency and economic surpluses. Seen in these terms, it is indispensable to invest in research to obtain new catalysts for obtaining light fraction of hydrocarbons from heavy fractions of petroleum. This dissertation for the degree of Doctor of Philosophy reports the materials preparation that combine the high catalytic activity of zeolites with the greater accessibility of the mesoporosity, more particularly the HZSM-5/MCM-41 hybrid, done by synthesis processes with less environmental impact than conventional ones. Innovative methodologies were developed for the synthesis of micro-mesoporous hybrid material by dual templating mechanism and from crystalline zeolitic aluminosilicate in the absence of organic template. The synthesis of hybrid with pore bimodal distribution took place from one-single organic directing agent aimed to eliminate the use of organic templates, acids of any kind or organic solvents like templating agent of crystalline zeolitic aluminosilicate together with temperature-programmed microwave-assisted, making the experimental procedures of preparation most practical and easy, with good reproducibility and low cost. The study about crystalline zeolitic aluminosilicate in the absence of organic template, especially MFI type, is based on use of H2O and Na+ cation playing a structural directing role in place of an organic template. Advanced characterization techniques such as X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Highresolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Adsorption of N2 and CO2, kinetic studies by Thermogravimetric Analysis (TGA) and Pyrolysis coupled to Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Pyrolysis-GC/MS) were employed in order to evaluate the synthesized materials. Achieve the proposed objectives, has made available a set of new methodologies for the synthesis of zeolite and hybrid micro-mesoporous material, these suitable for catalytic pyrolysis of heavy oils aimed at producing light fraction

Avaliação da remoção catalítica de compostos orgânicos monoaromáticos em água utilizando materiais nanoestruturados de sílica

Statistics of environmental protection agencies show that the soil has been contaminated with problems often resulting from leaks, spills and accidents during exploration, refining, transportation and storage oil operations and its derivatives. These, gasoline noteworthy, verified by releasing, to get in touch with the groundwater, the compounds BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes), substances which are central nervous system depressants and causing leukemia. Among the processes used in remediation of soil and groundwater contaminated with organic pollutants, we highlight those that use hydrogen peroxide because they are characterized by the rapid generation of chemical species of high oxidation power, especially the hydroxyl radical ( OH), superoxide (O2 -) and peridroxil (HO2 ), among other reactive species that are capable of transforming or decomposing organic chemicals. The pH has a strong effect on the chemistry of hydrogen peroxide because the formation of different radicals directly depends on the pH of the medium. In this work, the materials MCM-41 and Co-MCM-41 were synthesized and used in the reaction of BTEX removal in aqueous media using H2O2. These materials were synthesized by the hydrothermal method and the techniques used to characterize were: XRD, TG/DTG, adsorption/desorption N2, TEM and X-Ray Fluorescence. The catalytic tests were for 5 h of reaction were carried out in reactors of 20 mL, which was accompanied by the decomposition of hydrogen peroxide by molecular absorption spectrophotometry in the UV-Vis, in addition to removal of organic compounds BTEX was performed as gas chromatography with detection photoionization and flame ionization and by static headspace sampler. The characterizations proved that the materials were successfully synthesized. The catalytic tests showed satisfactory results, and the reactions containing BTEX + Co-MCM-41 + H2O2 at pH = 12.0 had the highest percentages of removal for the compounds studied