Obtenção de Nanotubos de Carbono a partir do CH4 usando catalisadores a base de Ni suportados em MgAl2O4 substituídos com Fe ou Mn

dc.contributor.advisorMelo, Dulce Maria de Araújo
dc.contributor.advisor-co1Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9845-2360pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3318871716111536pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Joyce Cristine Araújo da
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9676-3210pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6860875031843874pt_BR
dc.contributor.referees1Pergher, Sibele Berenice Castella
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5249001430287414pt_BR
dc.contributor.referees2Figueredo, Gilvan Pereira de
dc.date.accessioned2023-07-04T20:29:00Z
dc.date.available2023-07-04T20:29:00Z
dc.date.issued2023-02-03
dc.description.abstractThis work aims to develop nickel catalysts supported on magnesium aluminate substituted with Fe or Mn, using chitosan as a chelating agent. For this, the materials were synthesized via microwave-assisted combustion, partially replacing the spinel B site with Fe or Mn, and the impregnation of the active phase was due to incipient moisture. The supports were subjected to X-ray diffraction analysis (XRD) in order to identify the formed phases and had their specific area and pore distribution evaluated by N2 adsorption using the BET and BJH methods, respectively. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), field emission scanning electron microscopy (FEG-MEV) and temperature programmed reduction (RTP). The synthesized catalysts were submitted to a catalytic bed reaction for CH4 decomposition and synthesis of carbon nanotubes (CNT). After the decomposition reaction, the CNT formed were evaluated by SEM-FEG and Raman spectroscopy. In XRD, peaks in 2θ of 18.7°; 31.2°; 36.8°; 44.6°; 55.6°; 59.2° and 65.8° confirm the obtaining of MgAl2O4 (ICSD31375). For the replaced samples there was the formation of different phases, Mg1Al1,9Fe0,1O4 (ICSD26847) and Mg0,7Fe0,23Al1,97O4 (ICSD89056) for MAF01Q; Mg0.5Fe0.5Al2O4 (ICSD 40314) and Mg0.7Fe0.23Al1.97O4 (ICSD89056) for MAF05Q and the Mg0.74Mn0.26Al2O4 phase (ICSD 180738) for samples MAM01Q and MAM05Q. In FTIR, the bands at 472 and 682 cm-1 confirm the formation of MgAl2O4, reinforcing the result obtained in XRD. The peaks at 44° and 63º in the XRD were attributed to NiO. The N2 physisorption analysis showed that the supports had a specific area between 19-39 m2/g, being classified as mesoporous and pore volume of a maximum of 0.06 cm3/g. The RTP allowed to evaluate the reduction profile of the catalysts in which strong Ni/support interactions were observed for Ni/MAQ, Ni/MAF01Q and Ni/MAF05Q samples. Reduction events in the range of 250-500°C were attributed to NiO reduction. Raman spectroscopy together with SEM confirmed, by the presence of RBM bands (radial breathing mode), D, G, 2D and characteristic morphology, the obtainment of carbon nanotubes.pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho tem como objetivo desenvolver catalisadores de níquel suportados em aluminato de magnésio substituídos com Fe ou Mn, usando quitosana como agente quelante. Para isso, os materiais foram sintetizados via combustão assistida por micro-ondas substituindo parcialmente o sítio B do espinélio com Fe ou Mn, e a impregnação da fase ativa se deu por umidade incipiente. Os suportes foram submetidos a análise de difração de raios X (DRX), a fim de identificar as fases formadas e tiveram sua área específica e distribuição de poros avaliadas pela adsorção N2 empregando o método BET e BJH, respectivamente. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG) e redução a temperatura programada (RTP). Os catalisadores sintetizados foram submetidos a reação em leito catalítico para decomposição do CH4 e síntese dos nanotubos de carbono (NTC). Após a reação de decomposição, os NTC formados foram avaliados por MEV- FEG e espectroscopia Raman. No DRX os picos em 2θ de 18,7°; 31,2°; 36,8°; 44,6°; 55,6°; 59,2° e 65,8º confirmam a obtenção do MgAl2O4 (ICSD31375). Para as amostras substituídas houve a formação de diferentes fases, Mg1Al1,9Fe0,1O4 (ICSD26847) e Mg0,7Fe0,23Al1,97O4 (ICSD89056) para MAF01Q; Mg0,5Fe0,5Al2O4 (ICSD 40314) e Mg0,7Fe0,23Al1,97O4 (ICSD89056) para MAF05Q e da fase Mg0,74Mn0,26Al2O4 (ICSD 180738) para as amostras MAM01Q e MAM05Q. No FTIR as bandas em 472 e 682 cm-1 confirmam a formação do MgAl2O4, reforçando o resultado obtido no DRX. Os picos em 44 e 63º no DRX foram atribuídos ao NiO. A análise de fisissorção de N2 demonstrou que os suportes apresentaram área específica entre 19-39 m2/g, sendo classificados como mesoporosos e volume de poro de no máximo 0,06 cm3/g. A RTP permitiu avaliar o perfil de redução dos catalisadores na qual foram percebidas fortes interações Ni/suporte para as amostras Ni/MAQ, Ni/MAF01Q e Ni/MAF05Q. Eventos de redução na faixa de 250-500ºC foram atribuídos a redução do NiO. A espectroscopia Raman juntamente com o MEV confirmou, pela presença das bandas RBM (modo de respiração radial), D, G, 2D e morfologia característica, a obtenção de nanotubos de carbono.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Joyce Cristine Araújo da. Obtenção de Nanotubos de Carbono a partir do CH4 usando catalisadores a base de Ni suportados em MgAl2O4 substituídos com Fe ou Mn. Orientador: Dulce Maria de Araújo Melo. 2023. 57f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53024
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectCatalisadores de níquelpt_BR
dc.subjectAluminato de magnésiopt_BR
dc.subjectEspinéliopt_BR
dc.subjectNanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectQuitosanapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleObtenção de Nanotubos de Carbono a partir do CH4 usando catalisadores a base de Ni suportados em MgAl2O4 substituídos com Fe ou Mnpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
ObtencaoNanotubosCarbono_Silva_2023.pdf
Tamanho:
2.12 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar