974 resultados para CATALYTIC AMOUNTS
Resumo:
In the past four decades, CeO2 has been recognized as an attractive material in the area of auto exhaust catalysis because of its unique redox properties. In the presence of CeO2, the catalytic activity of noble metals supported on Al2O3 is enhanced due to higher dispersion of noble metals in their ionic form. In the last few years, we have been exploring an entirely new approach of dispersing noble metal ions on CeO2 and TiO2 matrices for redox catalysis. In this study, the dispersion of noble metal ions by solution combustion as well as other methods over CeO2 and TiO2 resulting mainly in Ce1-xMxO2-delta, Ce1-x-yTixMyO2-delta, Ce1-x-ySnxMyO2-delta, Ce1-x-yFexMyO2-delta, Ce1-x-yZrxMyO2-delta and Ti1-xMxO2-delta (M = Pd, Pt, Rh and Ru) catalysts, the structure of these materials, their catalytic properties toward different types of catalysis, structure-property relationships and mechanisms of catalytic reactions are reviewed. In these catalysts, noble metal ions are incorporated into a substrate matrix to a certain limit in a solid solution form. Lower valent noble metal-ion substitution in CeO2 and TiO2 creates noble metal ionic sites and oxide ion vacancies that act as adsorption sites for redox catalysis. It has been demonstrated that these new generation noble metal ionic catalysts (NMIC) have been found to be catalytically more active than conventional nanocrystalline noble metal catalysts dispersed on oxide supports.
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Vertically aligned carbon nanotubes were synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition using nickel as a metal catalyst. High resolution transmission electron microscopy analysis of the particle found at the tip of the tubes reveals the presence of a metastable carbide Ni3C. Since the carbide is found to decompose upon annealing at 600 degreesC, we suggest that Ni3C is formed after the growth is stopped due to the rapid cooling of the Ni-C interstitial solid solution. A detailed description of the tip growth mechanism is given, that accounts for the composite structure of the tube walls. The shape and size of the catalytic particle determine the concentration gradient that drives the diffusion of C atoms across and though the metal. (C) 2004 American Institute of Physics.
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19 p.
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Catalytic cracking of China no. 3 aviation kerosene using a zeolite catalyst was investigated under supercritical conditions. A three-stage heating/cracking system was specially designed to be capable of heating 0.8 kg kerosene to a temperature of 1050 K and pressure of 7.0 MPa with maximum mass flow rate of 80 g/s. Sonic nozzles of different diameters were used to calibrate and monitor the mass flow rate of the cracked fuel mixture. With proper experiment arrangements, the mass flow rate per unit throat area of the cracked fuel mixture was found to well correlate with the extent of fuel conversion. The gaseous products obtained from fuel cracking under different conditions were also analyzed using gas chromatography. Composition analysis showed that the average molecular weight of the resulting gaseous products and the fuel mass conversion percentage were a strong function of the fuel temperature and were only slightly affected by the fuel pressure. The fuel conversion was also shown to depend on the fuel residence time in the reactor, as expected. Furthermore, the heat sink levels due to sensible heating and endothermic cracking were determined and compared at varying test conditions. It was found that at a fuel temperature of similar to 1050 K, the total heat sink reached similar to 3.4 MJ/kg, in which chemical heat sink accounted for similar to 1.5 MJ/kg.
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En la presente tesis doctoral se ha estudiado la integración del proceso de producción de hidrógeno con su purificación mediante el empleo de membranas selectivas de hidrógeno. La producción de hidrógeno se realiza empleando catalizadores no convencionales de níquel soportado sobre magnesia y alúmina en un reactor catalítico. Se analiza la actividad de los catalizadores y la producción de hidrógeno mediante distintos procesos con metano como son la oxidación parcial catalítica (OPC), OPC húmeda y reformadoLa purificación de hidrógeno se realiza en un módulo provisto de una membrana selectiva de hidrógeno de PdCu depositado en un soporte poroso cerámico. Una vez optimizada su preparación mediante deposición no electrolítica se caracterizan. Para ello se determina su permeabilidad a distintas temperaturas y realizando ciclos térmicos en atmósferas inerte y de hidrógeno, que puede fragilizar el metal. Una vez preparados los catalizadores y las membranas se integran los dos sistemas y se determinan los parámetros de operación óptimos como la presión de la línea de alimentación y el caudal de gas de arrastre en el módulo de membrana. Ambos parámetros se optimizan para lograr la máxima recuperación de hidrógeno en el módulo de membrana. Por últimos se realizan ensayos completos de producción y purificación, que permiten observar el rendimiento del sistema y también el efecto que los compuestos de la mezcla compleja alimentada a las membranas tienen en su comportamiento. Para concluir la integración de procesos se realizan ensayos añadiendo azufre de forma que el sistema sea más similar al proceso real. Esto permite también analizar el efecto del azufre tanto en los catalizadores como en las membranas.
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Threefold symmetric Fe phosphine complexes have been used to model the structural and functional aspects of biological N2 fixation by nitrogenases. Low-valent bridging Fe-S-Fe complexes in the formal oxidation states Fe(II)Fe(II), Fe(II)/Fe(I), and Fe(I)/Fe(I) have been synthesized which display rich spectroscopic and magnetic behavior. A series of cationic tris-phosphine borane (TPB) ligated Fe complexes have been synthesized and been shown to bind a variety of nitrogenous ligands including N2H4, NH3, and NH2
Treatment of an anionic FeN2 complex with excess acid also results in the formation of some NH3, suggesting the possibility of a catalytic cycle for the conversion of N2 to NH3 mediated by Fe. Indeed, use of excess acid and reductant results in the formation of seven equivalents of NH3 per Fe center, demonstrating Fe mediated catalytic N2 fixation with acids and protons for the first time. Numerous control experiments indicate that this catalysis is likely being mediated by a molecular species.
A number of other phosphine ligated Fe complexes have also been tested for catalysis and suggest that a hemi-labile Fe-B interaction may be critical for catalysis. Additionally, various conditions for the catalysis have been investigated. These studies further support the assignment of a molecular species and delineate some of the conditions required for catalysis.
Finally, combined spectroscopic studies have been performed on a putative intermediate for catalysis. These studies converge on an assignment of this new species as a hydrazido(2-) complex. Such species have been known on group 6 metals for some time, but this represents the first characterization of this ligand on Fe. Further spectroscopic studies suggest that this species is present in catalytic mixtures, which suggests that the first steps of a distal mechanism for N2 fixation are feasible in this system.
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Devido ao efeito estufa, a produção de hidrogênio a partir da reação de reforma do bioetanol tem se tornado um assunto de grande interesse em catálise heterogênea. Os catalisadores à base de Pt são empregados nos processos de purificação de H2 e também em eletrocatalisadores das células a combustível do tipo membrana polimérica (PEMFC). O hidrogênio obtido a partir da reforma do etanol contém como contaminante o acetaldeído e pequenas quantidades de CO. Assim, pode-se prever que muitas reações podem ocorrer na presença de catalisadores de Pt durante o processo de purificação do H2 e mesmo no próprio eletrocatalisador. Desta forma, este trabalho tem como objetivo descrever o comportamento do acetaldeído na presença de catalisadores de Pt. Para tanto foram preparados dois catalisadores, Pt/SiO2 e Pt/USY, contendo 1,5% de metal em ambos. Também foi estudado um eletrocatalisador (comercial) de Pt suportado em carvão (Pt/C). Os catalisadores foram caracterizados através das técnicas de análise textural, difração de raios X (DRX), quimissorção de H2, reação de desidrogenação do ciclohexano, espectroscopia no infravermelho de piridina adsorvida, dessorção a temperatura programada de n-butilamina (TPD de n-butilamina), dessorção a temperatura programada de CO2 (TPD-CO2), análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de dispersão de energia (EDS). Os testes catalíticos foram realizados entre as temperaturas de 50 e 350 C em corrente contendo acetaldeído, H2 e N2. Foi observado que as propriedades ácido-básicas dos suportes promovem as reações de condensação com formação de éter etílico e acetato de etila. O acetaldeído em catalisadores de Pt sofre quebra das ligações C-C e C=O. A primeira ocorre em uma ampla faixa de temperaturas, enquanto a segunda apenas em temperaturas abaixo de 200 C. A quebra da ligação C-C produz metano e CO. Já a quebra da ligação C=O gera carbono residual nos catalisadores, assim como espécies oxigênio, que por sua vez são capazes de eliminar o CO da superfície dos catalisadores. Nota-se que o tipo de suporte utilizado influencia na distribuição de produtos, principalmente a baixas temperaturas. Além disso, constatou-se que a descarbonilação não é uma reação sensível à estrutura do catalisador. Verificou-se também a presença de resíduos sobre os catalisadores, possivelmente oriundos não somente da quebra da ligação C=O, mas também de reações de polimerização
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Tryptophan and unnatural tryptophan derivatives are important building blocks for the total synthesis of natural products, as well as the development of new drugs, biological probes, and chiral small molecule catalysts. This thesis describes various catalytic methods for the preparation of tryptophan derivatives as well as their functionalization and use in natural product total synthesis.
Herein, the tandem Friedel–Crafts conjugate addition/asymmetric protonation reaction between 2-substituted indoles and methyl 2-acetamidoacrylate to provide enantioenriched trytophans is reported. This method inspired further work in the area of transition metal catalyzed arylation reactions. We report the development of the coppercatalyzed arylation of tryptamine and tryptophan derivatives. The utility of these transformations is highlighted in the five-step syntheses of the natural products (+)-naseseazine A and B. Further work on the development of a mild and general Larock indolization protocol to access unnatural tryptophans is also discussed.
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As zeólitas têm recebido grande atenção acadêmica e industrial devido às suas características ácidas e estruturais. A estrutura da zeólita pode ser utilizada para conduzir uma reação catalítica na direção do produto desejado, evitando assim reações paralelas. Porém, essa mesma estrutura cria restrições difusivas com relação ao acesso aos sítios ativos no interior dos microporos. Neste trabalho foram estudados dois métodos de criação de mesoporos (térmico e básico) com o intuito de modificar a acessibilidade aos sítios catalíticos das zeólitas. A reação de hidroisomerização do n-heptano foi selecionada para avaliar as zeólitas após a criação de mesoporosidade. O tratamento térmico (via calcinação em temperaturas elevadas) foi utilizado para as zeólitas do tipo ZSM-5, Mordenita e Ferrierita, tendo sido observado um aumento pouco significativo na mesoporosidade. Este tratamento promoveu, porém, uma significativa desaluminização das amostras, acompanhada da formação de quantidades importantes de espécies de Al extra-rede (ALER), o que se refletiu num bloqueio parcial dos mesoporos gerados e dos microporos preexistentes, e na redução na densidade de sítios ácidos das amostras. A ampliação da escala do tratamento térmico (aumento da quantidade tratada de 2 g para 30 g) não se mostrou reprodutível, gerando menos mesoporos do que o observado no preparo em pequena escala. O tratamento básico (via dessilicação por meio de NaOH), ao contrário do anterior, promoveu a formação de mesoporos gerando menos quantidade de ALER e se mostrou mais reprodutível quando da ampliação da escala. O desempenho dos catalisadores Pt/Al2O3+zeólita na reação de hidroisomerização do n-heptano foi influenciado pela densidade de sítios ácidos fortes e pela estrutura porosa da zeólita. Com relação ao efeito dos tratamentos térmico e básico sobre o desempenho dos catalisadores à base de ZSM-5, os resultados mostraram que o comportamento do catalisador submetido ao tratamento básico (Pt/Al2O3+BZSM-5/85-2) foi similar ao do tratado termicamente (Pt/Al2O3+TZSM-5/1000-2) com relação à distribuição de produtos na reação de hidroisomerização do n-heptano, particularmente com relação aos produtos leves e aos isômeros monorramificados. No entanto, a presença mais significativa de mesoporos na zeólita após tratamento básico (BZSM-5/85-2), se refletiu num leve favorecimento à formação dos isômeros birramificados
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The binding and catalytic properties of hen's egg white lysozyme have been studied by a variety of techniques. These studies show that the enzyme has three contiguous binding subsites, A, B, and C. The application of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to probe the binding environment of several saccharides to lysozyme has demonstrated that the reducing end sugar rings of chitotriose, chitobiose and the β-form of N-acetylglucosamine all bind in subsite C. The central sugar ring of chitotriose and the sugar ring at the nonreducing end of chitobiose were found to bind in subsite B, while the nonreducing end sugar residue of chitotriose occupied subsite A. The dynamics of the binding process has also been investigated by NMR. The formation rate constant of chitobiose--and chitotriose-enzyme complexes were found to be about 4 X 10-6 M-1 sec-1 with small activation energies.
The stereochemical path of the lysozyme catalyzed hydrolysis of glycosidic bonds has been shown to proceed with at least 99.7% retention of configuration at C-1 of the sugar. The lysozyme catalyzed hydrolysis of glucosidic bonds has been shown to be largely carbonium ion in character by virtue of the α-deuterium kinetic isotope effect (kH/kD = 1.11) observed for the reaction. It is probable that the mechanism of action of the enzyme involves a carbonium ion intermediate which is stereospecifically quenched by solvent. However, acetamido group participation cannot be ruled out for natural substrates.