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Título: Estudo das propriedades catalíticas da fase ferrita de cálcio (Ca2Fe2O5) nas reações de desidrogenação do etilbenzeno em fase gasosa e degradação do azul de metileno em fase aquosa
Título em inglês: Studies of the catalytic properties of the calcium ferrite phase (Ca2Fe2O5) in ethylbenzene dehydrogenation reactions in gas phase and methylene blue degradation in aqueous phase
Autor(es): Silva, Erandir Brasil da
Orientador(es): Valentini, Antoninho
Palavras-chave: Ferrita
Cálcio
Fotocatálise
CO2
Data do documento: 2016
Citação: SILVA, E. B. (2016)
Resumo: O composto ferrita de cálcio foi estudado em reações catalíticas e suas propriedades foram avaliadas nas reações de desidrogenação de etilbenzeno em fase gasosa e degradação fotocatalítica de azul de metileno em fase aquosa. A ferrita de cálcio (Ca2Fe2O5) foi sintetizada pelo método dos precursores poliméricos e avaliou-se a adição de promotores de Li e Co, quanto as propriedades catalíticas causadas por essa adição. As amostras apresentaram fases cristalinas caracterizadas por difração de raio X antes e após as reações em fase gasosa e aquosa. Fato importante observado foi a formação de carbonato de cálcio cristalino após as reações catalíticas em ambos os ambientes de reação, gasoso e aquoso. Ainda foram realizadas caracterizações como fluorescência de raio X, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio, espectroscopia Raman e Mössbauer que complementaram as caracterizações estruturais e texturais das amostras. A aplicação deste material com estrutura e o acompanhamento dessa estrutura permitiu estabelecer paralelos com os processos químicos envolvidos na reação de desidrogenação de etilbenzeno, além de estudar a atuação da molécula de CO2 como gás oxidante na reação. Na degradação fotocatalítica importantes fenômenos referentes a reação de degradação do corante azul de metileno foram observados, como uma degradação mais intensa sob fluxo de gas inerte (N2) do que sob fluxo de gás carbônico. Foi estudado e verificado a pouca estabilidade da fase cristalina em meio aquoso e uma maior estabilidade em ambiente gasoso. Na desidrogenação de etilbenzeno foi observado expressiva deposição de coque cristalino na ausência de gás carbônico como oxidante, com relevantes propriedades caracterizadas por termogravimetria e oxidação a temperatura programada, análises que permitiram qualificar e quantificar o tipo de coque depositado.
Abstract: The calcium ferrite compound was studied in catalytic reactions and their properties were evaluated in the ethylbenzene dehydrogenation reactions in gas phase and photocatalytic degradation of methylene blue in the aqueous phase. Calcium ferrite (Ca2Fe2O5) was synthesized by the polymeric precursor method and evaluated the addition of Li and Co promoters, as the catalytic properties caused by this addition. The samples had crystal phases characterized by X-ray diffraction before and after the reactions in the gas and aqueous phase. important fact was noted crystalline calcium carbonate formation after catalytic reactions in both reaction environments, gaseous and aqueous. Still characterizations were performed as X-ray fluorescence, thermogravimetry, scanning electron microscopy, and nitrogen adsorption isotherms of desorption, and Raman spectroscopy Mössbauer that complement the structural and textural characterization of samples. The application of this material structure and monitoring of this structure allowed to draw parallels with the chemical processes involved in the dehydrogenation reaction of ethylbenzene, besides studying the operation of the CO2 molecule as oxidant in the reaction. In the photocatalytic degradation important phenomena related to the methylene blue dye degradation reaction was observed as a more intense degradation under inert gas flow (N2) than under carbon dioxide flow. It was studied and found to poor stability of the crystalline phase in aqueous media and better stability in a gaseous environment. In the dehydrogenation of ethylbenzene was observed significant deposition of crystalline coke in the absence of carbon dioxide as an oxidizer with relevant properties characterized by thermogravimetry and oxidation programmed temperature analysis that allowed qualify and quantify the type of deposited coke.
Descrição: SILVA, Erandir Brasil da. Estudo das propriedades catalíticas da fase ferrita de cálcio (Ca2Fe2O5) nas reações de desidrogenação do etilbenzeno em fase gasosa e degradação do azul de metileno em fase aquosa. 2016. 104 f. Tese (Doutorado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/20120
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