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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: SÍNTESE E CARATERIZAÇÃO DE ÓXIDO DE NÍQUEL E SUA APLICAÇÃO NA REAÇÃO DE DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DE ETANO

Orientador
  • DACHAMIR HOTZA
Aluno
  • FRANCISCO ANTONIO PAQUETE LIMA

Conteúdo

Neste trabalho, foram investigados as propriedades e o comportamento catalítico de óxido de níquel na reação de desidrogenação oxidativa de etano em eteno (odh), subdividido em três subseções: influência de precursores; efeito da temperatura de calcinação e efeito da concentração do promotor. todas as amostras foram caracterizadas por xrd, ftir, uv-vis, sem e tem. a atividade catalítica e a seletividade na reação odh foram quantificadas em linha por cromatografia gasosa. na primeira estudou-se a influência do precursor, sintetizando seis precursores diferentes por diferentes métodos de síntese: ¿-hidróxido, ¿-hidróxido, hidróxido misto, nitro-hidróxido, carbonato básico e oxalato de níquel. os óxidos obtidos apresentaram estrutura cúbica com diferentes graus de cristalinidade, tamanho de partícula, área superficial específica e morfologia. os óxidos resultantes dos precursores carbonato básico e hidróxido misto apresentaram as maiores áreas superficiais de 197 e 155 m²/g e partículas na ordem de 5 a 6 nm. o melhor desempenho catalítico foi atribuído ao precursor de hidróxido alfa com 22% de conversão e 66% de seletividade para etileno; nesse caso, o óxido apresentou estrutura esponjosa e porosa de diâmetro médio de 56 å. os ensaios realizados a 270 ° c mostraram uma variação da atividade intrínseca entre 4,24 × 10-10 e 15,90 × 10-10 ¿mol.m-2.s-1, e energia de ativação de 66-81 kj/mol. o óxido obtido a partir do ¿-ni(oh)2 apresentou maior rendimento e menor energia do band gap, 2,69 ev, em relação aos demais, denotando a possibilidade de sua influência no desempenho catalítico da reação etano odh. na segunda subseção, foi selecionado o ¿-ni(oh)2 sintetizado por precipitação-oxidação para estudar o efeito do tratamento térmico na propriedade dos óxidos. assim como na seção anterior, os produtos obtidos apresentaram estrutura cúbica de nio puro com diferentes graus de cristalinidade, tamanho do cristalito e área de superfície específica. o aumento da temperatura de calcinação causou um aumento no tamanho médio do cristalito de 28 å a 250 ° c para 104 å a 400 ° c, enquanto a forma das partículas não apresentou diferenças significativas; o diâmetro do poro aumentou de 35 å para 69 å e a área de superfície específica diminuiu de 245 m2/g para 82 m2/g. o teste realizado a 240 °c mostrou um decréscimo na conversão, de 8,75% para 4,25%; as amostras mais cristalinas apresentaram a maior atividade intrínseca com seletividade ao eteno próxima a 60%. nenhuma influência da energia de band gap nas propriedades catalíticas foi observada. na subseção três, foi investigado o efeito de dopagem por cátions na+ nas propriedades e no comportamento catalítico de soluções sólidas de nio. um planejamento fatorial 23 com ponto central em triplicata foi utilizado para avaliar o efeito de três parâmetros independentes (tempo de reação, temperatura de lavagem e temperatura de calcinação) e sua influência na atividade catalítica de cada amostra. além disso, foram estudadas propriedades como a composição, tamanho de partícula, tamanho de cristalito, energia de gap óptico e como eles influenciam a atividade e seletividade das amostras. os resultados indicaram a formação de estrutura cristalina homogêneo com a mesma estrutura do óxido de níquel inicial, indicando a formação da solução sólida. altas concentrações de na+ resultaram na diminuição da atividade catalítica, mas apresentando melhor seletividade ao etileno. baixas concentrações de na+ apresentaram um aumento da atividade catalítica, correspondendo a uma conversão de 22%, mas com seletividade moderada ao etileno entre 66-68%. a temperatura de calcinação foi o fator maior influência para a tamanho do cristal de nio. os melhores rendimentos ao etileno e a maior estabilidade nas condições de reação foram obtidos nos catalisadores de baixas concentrações de na+. demonstrou-se que a introdução de sódio foi benéfica para odh, aumentando a seletividade do eteno para valores maiores que 90% com uma queda relativamente pequena na reatividade para o etano conforme a concentração de sódio aumenta.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.92844

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,58% 4,70% 6,26% 5,43% 5,18% 5,69% 13,85% 6,33% 7,84% 5,83% 6,59% 5,11% 7,32% 6,13% 4,72% 4,44%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

4,58%

ODS 2

4,70%

ODS 3

6,26%

ODS 4

5,43%

ODS 5

5,18%

ODS 6

5,69%

ODS 7

13,85%

ODS 8

6,33%

ODS 9

7,84%

ODS 10

5,83%

ODS 11

6,59%

ODS 12

5,11%

ODS 13

7,32%

ODS 14

6,13%

ODS 15

4,72%

ODS 16

4,44%