Navegando por Autor "Barbosa, Felipe Fernandes"
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TCC Conversão catalítica por desidratação do glicerol a bioprodutos utilizando sólidos a base de ZnO/Al2O3(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-20) Alves, Layssa Cristine; Braga, Tiago Pinheiro; Barbosa, Felipe Fernandes; http://lattes.cnpq.br/1536109877097445; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; http://lattes.cnpq.br/1147322901242516; Gondim, Amanda Duarte; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Araújo, Antonio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866Na busca da supressão do desprendimento de gases do efeito estufa, rotas verdes são atualmente empregadas. Nesse ramo, encontra-se a produção de biocombustíveis que tem se intensificado cada vez mais. Entretanto, existe uma produção demasiada do biodiesel no mundo o que acaba gerando uma grande quantidade de glicerol como subproduto da reação de transesterificação. Como solução para esse gargalo torna-se interessante uma aplicabilidade afim de aprimorar e favorecer a produção desse combustível de fonte renovável tornando lucrativa e sustentável. Uma das rotas, se encontra na sua conversão a produtos de maior valor agregado via catálise heterogênea, utilizando óxidos de metais de transição. Com isso, nesse trabalho foram sintetizados os óxidos a base de Zn e Al pelo método de Pechini, para uso na reação de desidratação do glicerol. Foram feitas caracterizações por diferentes técnicas, sendo elas o DRX, FRX, RMN, MEV, TG e FTIR para análise de suas propriedades. Na técnica de DRX, pode-se perceber um material constituído de partes cristalinas, onde foram observados picos característicos de ZnO, Al2O3 e ZnAl2O4. Pelo FRX, obteve-se altas concentrações de zinco enquanto que o alumínio apresentou baixas concentrações esperadas comparadas com seus óxidos. O 27Al RMN foi realizado afim de observar a coordenação do alumínio, o qual demonstrou sendo predominantemente octaédrica, característica da fase alumina onde os sítios de Al3+ são octaédricos. Os resultados do MEV determinaram a morfologia do tipo esponjosa, apresentando alta porosidade, o que se espera para materiais utilizados como catalisadores. Com os dados do TG, pode-se notar a presença de eventos inicias de dessorção de água, à queima de carbono em 270°C e ainda, a decomposição de possíveis carboxilatos em 800°C. De acordo com o FTIR, as bandas características de adsorção de carboxilatos foram encontradas em 1464 cm-1, estiramentos vibracionais de C–O e C=O e de grupos hidroxila ligados aos metais em 1605 cm-1, a presença de grupos C-H em 2850 cm-1 e grupos OH referente a deformações angulares de água remanescente adsorvida em 3350 cm-1. Os catalisadores obtidos apresentaram conversões de glicerol condizentes com as condições reacionais, sendo 31,01% a maior. Além disso, o Zn10Al90 com pré-tratamento de N2 conseguiu obter maior porcentagem de seletividade a acetol e 1,2-propanodiol.TCC Degradação do fármaco (AINE) Ibuprofeno usando O TIO2 como fotocatalisador(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-10) Cavalcanti, Wesley Eulálio Cabral; Braga, Tiago Pinheiro; Maicon Oliveira Miranda; Braga, Tiago Pinheiro; Barbosa, Felipe Fernandes; Menezes, Fabrício GavaA contaminação ambiental por poluentes emergentes tem chamado atenção nos últimos tempos. Dentro desse grupo, destacam-se os fármacos. No intuito de propor uma metodologia para descontaminação de vias aquáticas, esse trabalho estudou o processo de fotocatálise heterogênea para degradação do fármaco ibuprofeno (IBP) utilizando o dióxido de titânio como fotocatalisador. Inicialmente foi feita a caracterização do catalisador via difração de raios-X e o cálculo da energia de band-gap. Foram encontradas as fases anatase e rutilo, nas respectivas proporções de 15,4% e 84,6%, respectivamente. O band-gap obtido foi de 3,29 eV. As análises de degradação foram feitas variando as massas de catalisador em 0,01g, 0,03g e 0,05g para 100 mL de solução 10-4 M de IBP, além disso analisou-se a influência do pH na fotodegradação. Os resultados foram obtidos através da técnica de UV-vis pelo acompanhamento da banda em 222 nm. A fotodegradação pode ser considerada satisfatória uma vez que para uma massa de 0,05 g de TiO2 a banda em questão desapareceu em apenas 10 minutos, sendo este o resultado mais eficiente. Para os testes de pH o melhor resultado obtido foi em pH 5,5. Em etapas futuras, é necessário fazer algumas análises como cromatografia acoplada a espectrometria de massas, determinação de carbono orgânico total, para melhor explicar alguns fenômenos observados no trabalho.Tese Desidratação catalítica do glicerol sob óxidos mistos de CuO/Al2O3/MxOy (MxOy = ZnO ou Fe2O3): estudo sobre a química de superfície(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-27) Barbosa, Felipe Fernandes; Braga, Tiago Pinheiro; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; https://orcid.org/0000-0002-1846-2233; http://lattes.cnpq.br/1536109877097445; Sachse, Alexander; Albuquerque, Anderson dos Reis; Henriques, Cristiane; Pergher, Sibele Berenice Castella; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414Como alternativa ao uso de combustíveis de origem fóssil, os biocombustíveis se consolidaram no mercado internacional. Nesse sentido, o biodiesel tornou-se uma excelente via, porém, em sua síntese é gerado o subproduto glicerol. A conversão do glicerol em produtos de maior valor agregado estimula a aplicação de diferentes possibilidades envolvendo a catálise heterogênea. Nesse trabalho foi testada a aplicação de uma série de catalisadores óxidos compostos a base de Fe, Al, Cu e outra de Zn, Al e Cu. Os resultados de DRX indicam diâmetro nanométrico e a presença dos óxidos de ZnO, Al2O3 e CuO. A espectroscopia Raman, Mössbauer e XPS sugerem a presença das fases presentes compostos por Fe2O3, Al2O3 e CuO. O 27Al RMN indica hexa coordenação do Al2O3, ao passo que os materiais constituídos de Zn apresentam coordenação tetra, penta e hexa na alumina. O FTIR com adsorção de piridina revelou alta acidez de Lewis em toda a série de catalisadores de Fe. O TPR, exibiu a faixa de redução dos sítios de Fe3+ e Cu2+, indicando a faixa de temperatura adequada para pré-tratamento. A adsorção/dessorção de N2 indicou a presença de micro-mesoporos, ao passo que a morfologia porosa foi observada pelas imagens de MEV e TEM. Em relação à performance dos catalisadores, o melhor material foi Fe10Al90Cu com conversão de 60% de glicerol e 92% de seletividade na formação de acetol com 17 % de coque segundo a TG. A interação entre os diferentes sítios ácidos de Lewis envolvidos nos mecanismos para formação de acetol e coque na superfície do catalisador são discutidos. Desse modo, a sinergia entre os sítios ativos obtidos no pré-tratamento com H2, com base nos mapas de superfície ρ(r) e V(r), obtidos por cálculos via teoria do funcional densidade, apontando que a presença de Cun+ aumenta drasticamente a seletividade na formação de acetol, característica mais importante do que a alta acidez de Lewis.TCC Desidratação da glicerina loira utilizando catalisadores ZnAl2O4 dispersos em zeólita beta(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-19) Nascimento Júnior, Marcos Antônio do; Braga, Tiago Pinheiro; Paulista, Adriana P. Figueiredo; http://lattes.cnpq.br/5559344770437847; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; https://lattes.cnpq.br/7551602710925635; Braga, Tiago Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; http://lattes.cnpq.br/4924374746045892; Barbosa, Felipe Fernandes; http://lattes.cnpq.br/1536109877097445O glicerol é o principal subproduto da produção do biodiesel. Com seu excedente no mercado tornou-se viável seu uso em novos processos de conversão para a produção de fontes renováveis para a indústria, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de conversão catalítica da glicerina loira na reação de desidratação do glicerol em fase gasosa com a utilização de sólidos ácidos. Sendo assim, foram preparados catalisadores pelo método de impregnação por via úmida, com diferentes teores de aluminato de zinco dispersos na zeólita beta. Os catalisadores foram caracterizados por DRX e FTIR. O DRX mostrou reflexões características da zeólita, mas foi inconclusivo para a formação do aluminato devido ao tamanho nanométrico e alta dispersão das partículas, já o FTIR apresentou bandas características de espinélio e da zeólita beta. O catalisador de melhor resultado foi o 2Zn/BEA, onde apresentou conversão de aproximadamente 73%, com seletividade majoritária para o álcool alílico com aproximadamente 37% em 600 min de reação. Esse resultado está relacionado com a presença dos sítios ácidos e básicos no catalisador, sendo estes relacionados com a formação dos produtos obtidos, o qual foi detalhado o mecanismo para a formação dos produtos obtidos, principalmente do álcool alílico pela transferência de hidrogênio. Posteriormente, foi realizado a avaliação da regeneração e reutilização do catalisador, com quatro ciclos, o qual foi observado ótimos resultados de conversão e estabilidade, mostrando aproximadamente 81,47% de conversão ao fim de todos os reusos. Por fim, o catalisador foi submetido a nova análise de DRX e TG, confirmando sua estabilidade estrutural e resistência ao depósito de coque.Tese Produção de hidrocarbonetos renovavéis a partir da pirólise termocatalítica de sebo bovino utilizando catalisadores mesoporosos de óxidos metálicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-04) Pinto, Vasco de Lima; Gondim, Amanda Duarte; Santos, Anne Gabriella Dias; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2670810173382356; Braga, Tiago Pinheiro; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; Romano, Pedro Nothaft; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Barbosa, Felipe Fernandes; Santos, Nataly Albuquerque dosA necessidade de estudar novas fontes de energia aumentou devido aos problemas causados pelo uso de combustíveis fósseis, tais como chuvas ácidas, efeito estufa e aquecimento global. Isso também impacta a sociedade, ameaçando a sobrevivência da humanidade e a sustentabilidade a longo prazo. Foi realizado um estudo sobre catalisadores mesoporosos MCM41 com óxidos metálicos incorporados (Co/MCM-41, Mo/MCM-41, Ni/MCM-41, CoMo/MCM41, NiMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41) para produzir hidrocarbonetos renováveis a partir do sebo bovino. A matéria-prima foi caracterizada fisicoquimicamente, e os catalisadores sintetizados tiveram suas características estruturais, químicas e morfológicas analisadas por meio de Difração de Raio-X (DRX), Fluorescência de Raio-X (FRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), comprovando a formação e conservação das estruturas porosas após a impregnação dos óxidos metálicos. As energias de ativação com e sem catalisadores foram determinadas de acordo com os métodos isoconversionais propostos por Ozawa-Flinn-Wall (OFW) e por Kissinger Akahira Sunose (KAS), a partir de análises termogravimétricas do sebo bovino e das misturas do sebo bovino com os catalisadores, com taxas de aquecimento (β) de 10, 20 e 30 °C/min e taxas de conversão (α) de 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90%. Os catalisadores produzidos neste estudo, de acordo com os dois métodos, mostraram-se efetivos na diminuição da energia de ativação (Ea) na reação de degradação termocatalítica do sebo bovino. A Ea média da degradação térmica do sebo bovino foi de 188,1 e 186,2 kJ/mol pelos modelos OFW e KAS, respectivamente. Já com a presença dos catalisadores, a Ea média encontrada apresentou valores menores, com destaque para as reações na presença de Mo/MCM-41, com 147,8 (OFW) e 143,8 kJ/mol (KAS), representando uma redução média de aproximadamente 21% da Ea da matéria-prima segundo o modelo OFW e de aproximadamente 22% segundo o modelo KAS. Ambos os modelos utilizados mostraram resultados satisfatórios, apresentando R2 acima de 0,95, confirmando a confiabilidade dos métodos. Esses resultados foram essenciais na obtenção dos parâmetros da pirólise termocatalítica. A reação de pirólise térmica do sebo bovino produziu elevado percentual de hidrocarbonetos (31,76%). Esse percentual aumentou com a adição de catalisadores ao processo reacional, obtendo-se cerca de 75% com CoMo/MCM-41, 76% com Ni/MCM-41 e 85% com NiCo/MCM-41. Conforme o percentual de hidrocarbonetos formados na pirólise térmica, verificou-se a produção de 52,2% na faixa do bioquerosene, 70,4% na faixa do diesel verde e 14,6% de hidrocarbonetos com cadeias acima de C24. Enquanto a pirólise termocatalítica favorece a desoxigenação por descarboxilação, produzindo um percentual ainda maior de hidrocarbonetos, principalmente na faixa do diesel verde. A utilização dos catalisadores MCM-41, Ni/MCM-41, Mo/MCM-41, Co/MCM-41, NiMo/MCM-41, CoMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41 produziu, respectivamente, 51,0%, 34,0%, 38,6%, 42,8%, 32,5%, 36,8% e 40,0% na faixa do bioquerosene de aviação e 87,9%, 88,6%, 83,0%, 90,6%, 98,4%, 95,7% e 93,3% na faixa do diesel verde. Assim, a produção de bio-óleo a partir do sebo bovino por pirólise catalítica mostra-se como alternativa promissora, mediante a elevada produção de hidrocarbonetos em detrimento de compostos oxigenados, mantendo-se, portanto, como uma matéria-prima importante na produção de biocombustíveis e na minimização de impactos ambientais derivados de sua produção, utilizando catalisadores impregnados com óxidos metálicos.Dissertação Síntese da liga de FeCo encapsulada em filamentos de carbono com elevada estabilidade química a partir da desidrogenação do etilbenzeno(2018-07-30) Barbosa, Felipe Fernandes; Pergher, Sibele Berenice Castella; Braga, Tiago Pinheiro; ; ; ; Penha, Fábio Garcia; ; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; ; Nunes, Rafael Saraiva;A reação de desidrogenação catalítica do etilbenzeno foi utilizada com o objetivo de estudar a natureza do carbono depositado e verificar a formação de estruturas organizadas na forma de ligas magnéticas de FeCo encapsulada em filamentos de carbono via deposição química a vapor (CVD). O ambiente redutor proveniente da desidrogenação (H2 gerado in situ) foi utilizado para sintetizar a liga FeCo a partir do óxido metálico. O estudo da reação foi realizado em quatro temperaturas diferentes (700, 650, 600 e 550°C), nos tempos de 2h e 4h. Para caracterizar esses materiais foram utilizadas técnicas de difração de raios-X (DRX), redução à temperatura programada (TPR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (FEG-MEV), energia dispersiva de raios-X (EDS), magnometria de amostra vibrante (VSM), Raman, microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e cromatografia em fase gás (GC). Os difratogramas indicam a formação da liga de FeCo e a presença de carbono cristalino. Os perfis de H2-TPR confirmam que a liga pode ser formada na temperatura reacional a partir de 370°C. As imagens obtidas pela FEG-SEM e TEM indicaram a formação de filamentos de carbono e a liga FeCo favorece o crescimento do carbono estruturalmente organizado. As imagens também confirmam que a liga encapsulada possui resistência contra ataque ácido. A relação das bandas D e G do espectro Raman confirma que o crescimento organizado de carbono sobre a liga FeCo é favorecido a temperaturas mais altas. Os cromatogramas indicam que os filamentos foram formados a partir do metano e/ou eteno gerados in situ na reação, visto que esses produtos não foram identificados. As propriedades magnéticas foram confirmadas pelo VSM, a qual varia de acordo com o tempo e temperatura de reação. A magnetização de saturação mostrou uma relação direta com o tamanho do cristalito da liga.TCC Síntese e caracterização de ligas magnéticas usando o método das esferas híbridas a partir da carboximetilcelulose: aplicação na reação de desidrogenação do etilbenzeno(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-12-17) Barbosa, Felipe Fernandes; Braga, Tiago Pinheiro; Pergher, Sibele Berenice Castellã; Vieira, Davi SerradellaMateriais de ferro-cobalto (FeCo) foram sintetizados via método das esferas híbridas utilizando carboximetilcelulose (CMC) como direcionador orgânico, a fim de se obter ligas com propriedades magnéticas promissoras. A síntese utilizada é bastante interessante dada à simplicidade da rota e, além disso, parte de uma matéria prima renovável a CMC. As propriedades físico-químicas do material obtido foram analisadas por diferentes caracterizações, tais como difração de raios-X, infravermelho com transformada de Fourrier, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e magnetometria da amostra vibrante, com o intuito de investigar a composição, estrutura, morfologia, resistência à oxidação e propriedades magnéticas, como a mudança significativa da curva de histerese. Além disso, a liga de FeCo foi aplicada em uma reação petroquímica de desidrogenação do etil-benzeno em estireno, para verificar a eficiência deste material como catalisador. Os resultados da reação mostraram que o material foi praticamente inativo a 500 °C, apresentado atividade a 700 °C