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Type: Dissertação
Title: Incorporação de ferro em fotocatalisadores de hidroxiapatitas aplicados à fotorredução de CO2 com H2
Author(s)/Inventor(s): Silva, Dyego dos Santos
Advisor: Salim, Vera Maria Martins
Co-advisor: Resende , Neuman Solange
Abstract: A demanda energética proporcionada pelo crescimento socioeconômico, em conjunto com as crescentes preocupações climáticas, tem incentivado a busca por alternativas energéticas mais sustentáveis. Diante deste cenário, a redução fotocatalítica de CO2 se apresenta como uma alternativa atraente, pois além de usar CO2 como matéria-prima e produzir combustíveis e químicos de alto valor agregado, ainda almeja empregar uma fonte energética renovável que é a luz solar. Visto isso, este trabalho visa contribuir com o avanço no desenvolvimento de materiais a serem empregados como fotocatalisadores. Para isso, foi estudado o comportamento das hidroxiapatitas dopadas com ferro em um processo de fotorredução catalítica de CO2 com H2, por meio de espectroscopia no infravermelho por reflectância difusa com transformada de Fourier. Os fotocatalisadores apresentaram superfície específica na faixa de 32,60-128,00 m2 .g-1 e valores de energia de bandgap compreendidos entre 2,08 e 4,92 eV. A ausência de fases segregadas nos resultados de DRX, indicou a dispersão do ferro na estrutura da hidroxiapatita. Nos testes de desempenho, a formação de H2O, CO e O2 foi detectada para todos os fotocatalisadores. A partir da avaliação dos espectros no infravermelho, foram sugeridos três possíveis mecanismos de reação. A obtenção de CH4 e C2H4 foi observada para os teores de ferro de 10 e 26,6%, indicando que hidroxiapatitas com alto teor deste metal são fotocatalisadores seletivos à formação de hidrocarbonetos.
Abstract: The energy demand provided by socioeconomic growth, together with growing climate concerns, has encouraged the search for more sustainable energy alternatives. Faced with this scenario, the photocatalytic reduction of CO2 presents itself as an attractive alternative, because in addition to using CO2 as a raw material and producing fuels and chemicals with high added value, it also aims to employ a renewable energy source which is sunlight. In view of this, this work aims to contribute to the advancement in the development of materials to be used as photocatalysts. For this purpose, the behavior of iron-doped hydroxyapatites in a catalytic process of CO2 photoreduction with H2 was studied, using diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy. The photocatalysts had a specific surface in the range of 32.60-128.00 m2 .g-1 and bandgap energy values between 2.08 and 4.92 eV. The absence of segregated phases in the XRD results indicated the dispersion of iron in the hydroxyapatite structure. In the performance tests, the formation of H2O, CO and O2 was detected for all photocatalysts. From the evaluation of the infrared spectra, three possible reaction mechanisms have been suggested. Obtaining CH4 and C2H4 was observed for iron contents of 10 and 26.6%, indicating that hydroxyapatites with a high content of this metal are selective photocatalysts for the formation of hydrocarbons.
Keywords: Fotorredução catalítica de CO2
Hidroxiapatita
Ferro
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Química

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