Aplicação da lama vermelha como catalisador em processos oxidativos/redutivos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Resende, Eliane Cristina de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DQI - Programa de Pós-graduação
UFLA
BRASIL
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Lama vermelha
Resíduo
Catálise
Oxidação de compostos orgânicos
Conversão de glicerol
Red mud
Catalysts
Oxidation of organic compunds
Glycerol conversion
CNPQ_NÃO_INFORMADO
Link de acesso: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4982
Resumo: Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Agroquímica, para a obtenção do título de Doutor.
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spelling Aplicação da lama vermelha como catalisador em processos oxidativos/redutivosLama vermelhaResíduoCatáliseOxidação de compostos orgânicosConversão de glicerolRed mudCatalystsOxidation of organic compundsGlycerol conversionCNPQ_NÃO_INFORMADOTese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Agroquímica, para a obtenção do título de Doutor.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A lama vermelha (LV) é um resíduo constituído por óxidos metálicos insolúveis dispersos em um meio altamente alcalino, oriundo da digestão alcalina do minério de bauxita a partir do processo Bayer. Os impactos ambientais negativos e os riscos relacionados ao descarte deste resíduo têm se apresentado com um grande desafio para a indústria do alumínio. Neste contexto, o trabalho teve como objetivos a aplicação da lama vermelha no desenvolvimento de materiais a partir desse resíduo e testa-los como catalisadores em diferentes aplicações. No primeiro estudo foi utilizada a lama vermelha in natura e submetida a processos de neutralização utilizando dióxido de carbono (LV_CO2) e ativação com tratamento ácido (LV_HNO3). Os materiais foram aplicados como catalisadores em reações de oxidação de contaminante orgânico, utilizando o azul de metileno como molécula modelo. Pela caracterização dos materiais, pode-se verificar que os tratamentos promoveram aumento na área superficial da lama vermelha, levando a uma maior capacidade de adsorção e catalítica. A LV_HNO3 apresentou a melhor atividade catalítica na oxidação do azul de metileno. Na segunda parte do trabalho, a LV in natura foi avaliada como catalisador em um coprocesso para conversão do glicerol. Em todas as condições reacionais avaliadas foram obtidas uma fase aquosa, uma fase orgânica com alta densidade energética a partir do glicerol, assim com uma fase sólida, composta pela lama vermelha que, durante a reação, desenvolveu características interessantes, tais como fases de ferro reduzido, propriedades magnéticas e natureza anfifílica. Na terceira parte do trabalho, a LV foi estudada como catalisador na remoção de contaminantes sulfurados do petróleo, a partir da oxidação do dibenzotiofeno (DBT), molécula modelo para compostos sulfurados. Nos testes catalíticos, a cinética de remoção do DBT foi acompanhada por GCMS. A LV mostrou-se altamente ativa, com remoção completa do DBT após 1 hora de reação. A LV foi caracterizada antes e após a reação, permitindo inferir sobre o mecanismo de oxidação do composto na superfície do material. O catalisador foi regenerado por um processo capaz de reativá-lo de forma sucessiva. Dessa maneira, o trabalho buscou contribuir para o desenvolvimento de métodos alternativos que possibilitem a utilização da lama vermelha como catalisador em diferentes processos, contribuindo diretamente para a preservação do ambiente, bem como para encontrar um destino nobre para o resíduo que colabore com o interesse das indústrias do alumínio e de outros setores para minimizar seus contaminantes, com desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, ambientalmente corretas e economicamente viáveis, em uma ótica na qual desenvolvimento e sustentabilidade possam conviver sob uma perspectiva realista.The red mud is a waste stream composed of insoluble metal oxides dispersed in a highly alkaline medium from digestion of bauxite ore in Bayer process. The negative environmental impacts and risks related to the disposal of this waste represented a considerable challenge for the aluminum industry. Considering the context, this work was motivated to study the application of red mud as catalysts in different systems. In the first part, we used the red mud in nature also using a neutralization process with carbon dioxide (LV_CO2) and activation treatment with acid (LV_HNO3). The prepared materials were used as catalysts in an oxidation of organic contaminant in wastewater, using methylene blue as a molecule model. The results of material characterization showed that the treatments promoted a significant increase in the surface area of the red mud, followed by an increase in the adsorption capacity of the material. The LV_HNO3 showed the highest catalytic activity in the oxidation of the organic compound methylene blue. In the second part was study the red mud in nature as a catalyst in a synergistic co-process to convert glycerol. In all reaction conditions were obtained an aqueous phase, an organic phase with high energy density from glycerol as well a solid phase composed of red mud that has developed during the reaction with interesting characteristics, such as reduced iron phases, magnetic properties and amphiphilic properties, also the loss of the alkalinity was observed. In the third part of the work, the red mud was applied as a catalyst to remove sulfur contaminants from simulated diesel, the dibenzothiophene (DBT) was used as a molecule model for sulfur compounds. In the catalytic tests, the kinetics of removal was accompanied by GCMS, being highly active with complete removal of DBT after 1h reaction. The red mud was characterized before and after reaction, allowing infer about the mechanism of oxidation, in a surface of the material. The red mud was regenerated by a process able to reactive it successively. Thus, this work can contribute to the development of alternative methods that allow the use of red mud in catalytic systems directly contributing to the environment preservation as well as giving a noble destiny to waste. At the same time, collaborating with the interest of the aluminum industry and others sectors to minimize their contamination with development of sustainable technologies, environmentally and economically viable, in a perspective in which development and sustainability can coexist in a realistic perspective.UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRASDQI - Programa de Pós-graduaçãoUFLABRASILGuerreiro, Mário CésarSchuchardt, Ulf FriedrichSchlaf, MarcelNunes, Cleiton AntônioGuimarães, Iara do RosárioResende, Eliane Cristina de2015-02-02T18:09:49Z2015-02-02T18:09:49Z2015-02-022012-12-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfRESENDE, E. C. de. Aplicação da lama vermelha como catalisador em processos oxidativos/redutivos. 2013. 145 p. Tese (Doutorado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2012.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4982info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2015-02-27T17:26:50Zoai:localhost:1/4982Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2015-02-27T17:26:50Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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