Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: OTTO, Carlos Rangel Neves lattes
Orientador(a): RABELO, Denilson lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Mestrado em Química
Departamento: Educação em Química
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1068
Resumo: 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.
id UFG_07bedf21114c1aec95c2a6e87ffb631f
oai_identifier_str oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/1068
network_acronym_str UFG
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
repository_id_str
spelling RABELO, Denilsonhttp://lattes.cnpq.br/4961539278604455http://lattes.cnpq.br/2897572127546287OTTO, Carlos Rangel Neves2014-07-29T15:12:50Z2010-06-242010-02-09OTTO, Carlos Rangel Neves. Preparation, characterization and evaluation of iron oxides and cobalt supported on activated carbon and polymeric catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzene. 2010. 117 f. Dissertação (Mestrado em Educação em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2010.http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1068In 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.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: 2010-02-09application/pdfhttp://repositorio.bc.ufg.br/TEDE/retrieve/3736/carlos%20rangel.pdf.jpgporUniversidade Federal de GoiásMestrado em QuímicaUFGBREducação em QuímicaCatalisadorCarvão ativadoEtilbenzeno1. Carvão ativado 2. Catalisadores 3. Etilbenzeno desidrogenaçãoCatalystActivated carbonEthylbenzeneCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAPreparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzenoPreparation, characterization and evaluation of iron oxides and cobalt supported on activated carbon and polymeric catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzeneinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGORIGINALcarlos rangel.pdfapplication/pdf2728067http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/1216e407-0fc6-4387-85b4-838b8e40604a/downloadfb16fe4d020ade6680388acadc30184bMD51TEXTcarlos rangel.pdf.txtcarlos rangel.pdf.txtExtracted Texttext/plain157295http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/d5bb10f0-f707-4ae5-ab24-64aaae256b46/download682b47bf417f74e8d54d19b6789f4835MD52THUMBNAILcarlos rangel.pdf.jpgcarlos rangel.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3292http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/470531df-f9eb-4395-a05b-b0ec56e08429/download11855583bb5f5390b6d0c832ebcef5e9MD53tde/10682014-07-30 03:07:41.903open.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tde/1068http://repositorio.bc.ufg.br/tedeBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://repositorio.bc.ufg.br/PUBhttps://repositorio.bc.ufg.br/tede_oai/requesttesesdissertacoes.bc@ufg.br ||tesesdissertacoes.bc@ufg.bropendoar:32082014-07-30T06:07:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)false
dc.title.por.fl_str_mv Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Preparation, characterization and evaluation of iron oxides and cobalt supported on activated carbon and polymeric catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzene
title Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
spellingShingle Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
OTTO, Carlos Rangel Neves
Catalisador
Carvão ativado
Etilbenzeno
1. Carvão ativado 2. Catalisadores 3. Etilbenzeno desidrogenação
Catalyst
Activated carbon
Ethylbenzene
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
title_short Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
title_full Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
title_fullStr Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
title_full_unstemmed Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
title_sort Preparação, caracterização e avaliação de óxidos de ferro e cobalto suportados em carvão ativado polimérico como catalisador na reação de desidrogenação do etilbenzeno
author OTTO, Carlos Rangel Neves
author_facet OTTO, Carlos Rangel Neves
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv RABELO, Denilson
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4961539278604455
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2897572127546287
dc.contributor.author.fl_str_mv OTTO, Carlos Rangel Neves
contributor_str_mv RABELO, Denilson
dc.subject.por.fl_str_mv Catalisador
Carvão ativado
Etilbenzeno
1. Carvão ativado 2. Catalisadores 3. Etilbenzeno desidrogenação
topic Catalisador
Carvão ativado
Etilbenzeno
1. Carvão ativado 2. Catalisadores 3. Etilbenzeno desidrogenação
Catalyst
Activated carbon
Ethylbenzene
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Catalyst
Activated carbon
Ethylbenzene
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
description 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.
publishDate 2010
dc.date.available.fl_str_mv 2010-06-24
dc.date.issued.fl_str_mv 2010-02-09
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-07-29T15:12:50Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv OTTO, Carlos Rangel Neves. Preparation, characterization and evaluation of iron oxides and cobalt supported on activated carbon and polymeric catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzene. 2010. 117 f. Dissertação (Mestrado em Educação em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2010.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1068
identifier_str_mv OTTO, Carlos Rangel Neves. Preparation, characterization and evaluation of iron oxides and cobalt supported on activated carbon and polymeric catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzene. 2010. 117 f. Dissertação (Mestrado em Educação em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2010.
url http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1068
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Goiás
dc.publisher.program.fl_str_mv Mestrado em Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFG
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Educação em Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Goiás
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
instname:Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron:UFG
instname_str Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron_str UFG
institution UFG
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/1216e407-0fc6-4387-85b4-838b8e40604a/download
http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/d5bb10f0-f707-4ae5-ab24-64aaae256b46/download
http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/470531df-f9eb-4395-a05b-b0ec56e08429/download
bitstream.checksum.fl_str_mv fb16fe4d020ade6680388acadc30184b
682b47bf417f74e8d54d19b6789f4835
11855583bb5f5390b6d0c832ebcef5e9
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)
repository.mail.fl_str_mv tesesdissertacoes.bc@ufg.br ||tesesdissertacoes.bc@ufg.br
_version_ 1797047686250102784