Síntese do Mo2C e NiC em reator de leito fixo suportados em carvão ativado por impregnação expressa
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso embargado |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63065 |
Resumo: | The circular economy has been used as one of the main solutions for reducing environmental impacts. The reuse of waste produced in the most varied industrial activities can occur in several ways, one of which can be through hydrotreatment reactions (HDT) which are catalyzed by solids. In this context, the objective of this work is to synthesize catalysts capable of hydrogenating carbohydrates or hydrocarbons. Examples include: the hydrogenation of Lactose, present in whey, a residue from cheese manufacturing, into Lactitol and the hydrogenation of glycerol, present in biodiesel, a residue from its manufacture, into propylene glycol. An express method for supporting catalysts was proposed, replacing the analytical one. The precursor to obtain [Mo2C] was [(NH4)6[Mo7O24].4H2O], and to obtain [NiC] two precursors were used: [Ni(NO3)2.6H2O] and [NiCl2.6H2O ]. The precursors were characterized by TG/DTA, SEM/EDS and XRD. The carbides were obtained through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) using a fixed bed reactor. A total gas mixture flow rate of 20L/h was used with 5% CH4 and a heating rate of 10°C/min, up to the reaction temperature (500o to 800°C). The reaction products were characterized by XRD, SEM/EDS and BET. The presence of a Mo2C phase was found in the carburization at 700°C (orthorhombic) and 750ºC (hexagonal) in a 1h isotherm. The identification of the phase containing NiC (cubic) by the diffractograms was detected through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) at a temperature of 500°C in the presence of CAP and at 800°C in a 3h isotherm. BET analysis for Mo2C and Mo, both supported on CAP, indicated a surface area of 69 m2 /g and 349 m2 /g, respectively. The synthesis of transition metal carbides, such as (Mo2C) and (NiC), has attracted great interest due to their unique catalytic properties. These materials have potential for diverse industrial applications, including methane reforming, fuel cells, hydrogenation and dehydrogenation reactions. The search for efficient and sustainable methods for producing these catalysts is an active field of research in chemical engineering. The NiC synthesis methodology is an innovation in scientific literature. |
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Síntese do Mo2C e NiC em reator de leito fixo suportados em carvão ativado por impregnação expressaSynthesis of Mo2C and NiC in a fixed bed reactor supported on activated carbon by express impregnationCarbeto de MolibdênioCarbeto de NíquelSuporteCarvão ativadoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThe circular economy has been used as one of the main solutions for reducing environmental impacts. The reuse of waste produced in the most varied industrial activities can occur in several ways, one of which can be through hydrotreatment reactions (HDT) which are catalyzed by solids. In this context, the objective of this work is to synthesize catalysts capable of hydrogenating carbohydrates or hydrocarbons. Examples include: the hydrogenation of Lactose, present in whey, a residue from cheese manufacturing, into Lactitol and the hydrogenation of glycerol, present in biodiesel, a residue from its manufacture, into propylene glycol. An express method for supporting catalysts was proposed, replacing the analytical one. The precursor to obtain [Mo2C] was [(NH4)6[Mo7O24].4H2O], and to obtain [NiC] two precursors were used: [Ni(NO3)2.6H2O] and [NiCl2.6H2O ]. The precursors were characterized by TG/DTA, SEM/EDS and XRD. The carbides were obtained through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) using a fixed bed reactor. A total gas mixture flow rate of 20L/h was used with 5% CH4 and a heating rate of 10°C/min, up to the reaction temperature (500o to 800°C). The reaction products were characterized by XRD, SEM/EDS and BET. The presence of a Mo2C phase was found in the carburization at 700°C (orthorhombic) and 750ºC (hexagonal) in a 1h isotherm. The identification of the phase containing NiC (cubic) by the diffractograms was detected through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) at a temperature of 500°C in the presence of CAP and at 800°C in a 3h isotherm. BET analysis for Mo2C and Mo, both supported on CAP, indicated a surface area of 69 m2 /g and 349 m2 /g, respectively. The synthesis of transition metal carbides, such as (Mo2C) and (NiC), has attracted great interest due to their unique catalytic properties. These materials have potential for diverse industrial applications, including methane reforming, fuel cells, hydrogenation and dehydrogenation reactions. The search for efficient and sustainable methods for producing these catalysts is an active field of research in chemical engineering. The NiC synthesis methodology is an innovation in scientific literature.A economia circular vem sendo utilizada como uma das principais soluções na redução dos impactos ambientais. A reutilização de resíduos produzidos nas mais variadas atividades industriais pode ocorrer de diversas maneiras, uma delas pode ser através de reações de hidrotratamento (HDT) as quais são catalisadas por sólidos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é sintetizar catalisadores capazes de hidrogenar carboidratos ou hidrocarbonetos. Como exemplos: a hidrogenação da Lactose, presente no soro do leite, resíduo da fabricação de queijos, em Lactitol e a hidrogenação do glicerol, presente no biodiesel, resíduo de sua fabricação, em propilenoglicol. Foi proposto um método expresso para suporte de catalisadores, em substituição ao analítico. O precursor para obtenção do [Mo2C] foi o [(NH4)6[Mo7O24].4H2O], e para a obtenção do [NiC] foram utilizados dois precursores: o [Ni(NO3)2.6H2O] e o [NiCl2.6H2O]. Os precursores foram caracterizados por TG/DTA, MEV/EDS e DRX. Os carbetos foram obtidos através de reação gás-sólido com atmosfera de metano (CH4) e hidrogênio (H2) utilizando reator de leito fixo. Foi utilizada a vazão total da mistura gasosa de 20L/h com 5% de CH4 e taxa de aquecimento de 10°C/min, até a temperatura de reação (500 até 800°C). Os produtos de reação foram caracterizados por DRX, MEV/EDS e BET. Foi constatada a presença de fase de Mo2C na carbonetação a 700°C (ortorrômbico) e 750ºC (hexagonal) em isoterma de 1h. A identificação de fase contendo NiC (cúbica) pelos difratogramas foi detectada, através de reação gás-sólido com atmosfera de metano (CH4) e hidrogênio (H2) na temperatura de 500°C em presença de CAP e a 800ºC em isoterma de 3h. A análise de BET para o Mo2C e Mo, ambos suportados em CAP, indicou área superficial de 69 m2 /g e 349 m2 /g, respectivamente. A síntese de carbetos de metais de transição, como o (Mo2C) e o (NiC), tem despertado interesse devido às suas propriedades catalíticas. Esses materiais apresentam potencial para diversas aplicações industriais, incluindo a reforma do metano, células de combustível, reações de hidrogenação e desidrogenação. A busca por métodos eficientes e sustentáveis para a produção desses catalisadores é um campo ativo de pesquisa na engenharia química. A metodologia de síntese do NiC é uma inovação na literatura científica.2025-11-15Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAAraújo, Camila Pacelly Brandão dehttps://orcid.org/0000-0002-9597-0434http://lattes.cnpq.br/4474516366734941Moriyama, André Luís Lopeshttps://orcid.org/0000-0001-7611-2074http://lattes.cnpq.br/5552878900145656Souza, Carlson Pereira deLima, Maria José SantosGomes, Uilame UmbelinoDantas, Suylan Lourdes de AraújoNóbrega, Fábio André Moura2025-03-19T00:17:15Z2024-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfNÓBREGA, Fábio André Moura. Síntese do Mo2C e NiC em reator de leito fixo suportados em carvão ativado por impregnação expressa. Orientadora: Dra. Camila Pacelly Brandão de Araújo. 2024. 90f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63065info:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2025-03-19T00:17:51Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/63065Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2025-03-19T00:17:51Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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Síntese do Mo2C e NiC em reator de leito fixo suportados em carvão ativado por impregnação expressa Nóbrega, Fábio André Moura Carbeto de Molibdênio Carbeto de Níquel Suporte Carvão ativado CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
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The circular economy has been used as one of the main solutions for reducing environmental impacts. The reuse of waste produced in the most varied industrial activities can occur in several ways, one of which can be through hydrotreatment reactions (HDT) which are catalyzed by solids. In this context, the objective of this work is to synthesize catalysts capable of hydrogenating carbohydrates or hydrocarbons. Examples include: the hydrogenation of Lactose, present in whey, a residue from cheese manufacturing, into Lactitol and the hydrogenation of glycerol, present in biodiesel, a residue from its manufacture, into propylene glycol. An express method for supporting catalysts was proposed, replacing the analytical one. The precursor to obtain [Mo2C] was [(NH4)6[Mo7O24].4H2O], and to obtain [NiC] two precursors were used: [Ni(NO3)2.6H2O] and [NiCl2.6H2O ]. The precursors were characterized by TG/DTA, SEM/EDS and XRD. The carbides were obtained through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) using a fixed bed reactor. A total gas mixture flow rate of 20L/h was used with 5% CH4 and a heating rate of 10°C/min, up to the reaction temperature (500o to 800°C). The reaction products were characterized by XRD, SEM/EDS and BET. The presence of a Mo2C phase was found in the carburization at 700°C (orthorhombic) and 750ºC (hexagonal) in a 1h isotherm. The identification of the phase containing NiC (cubic) by the diffractograms was detected through a gas-solid reaction with an atmosphere of methane (CH4) and hydrogen (H2) at a temperature of 500°C in the presence of CAP and at 800°C in a 3h isotherm. BET analysis for Mo2C and Mo, both supported on CAP, indicated a surface area of 69 m2 /g and 349 m2 /g, respectively. The synthesis of transition metal carbides, such as (Mo2C) and (NiC), has attracted great interest due to their unique catalytic properties. These materials have potential for diverse industrial applications, including methane reforming, fuel cells, hydrogenation and dehydrogenation reactions. The search for efficient and sustainable methods for producing these catalysts is an active field of research in chemical engineering. The NiC synthesis methodology is an innovation in scientific literature. |
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