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Type: Dissertação
Title: Efeito da substituição de ferro na hidroxiapatita sobre a conversão de etanol a produtos de maior valor agregado
Author(s)/Inventor(s): Ricarte, Milena de Brito
Advisor: Salim, Vera Maria Martins
Co-advisor: Toniolo, Fabio Souza
Abstract: A avaliação da hidroxiapatita (Ca10-x(HPO4)x(PO4)6-x(OH)2-x) como catalisador para a conversão de etanol possibilita um amplo campo de investigação, visto que sua natureza química permite modificações realizando alterações rigorosamente controladas de suas propriedades físico-químicas e reatividade. Este trabalho avalia o efeito da substituição de ferro na hidroxiapatita (Hap) na reação de conversão do etanol. Os catalisadores nHap, 1% Fe-Hap, 5% Fe-Hap e 10% Fe-Hap foram caracterizados por adsorção de N2 a 77K, difração de raios-X usando método de refinamento de Rietveld, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, e dessorção a temperatura programada de NH3. A reatividade destes catalisadores foi testada na conversão catalítica do etanol em diferentes temperaturas (350-450 °C) e GHSV de 24.000 ml g-1 h -1 . Os resultados mostram que a substituição dos íons Ca+2 por íons Fe+3 proporcionou alterações na razão molar de Ca/P (1,54 – 1,14), superfície específica (50 – 78 m2 /g), distribuição dos sítios ácidos e acidez total da nHap. O método de Rietveld mostrou que os íons de ferro ocuparam sítios cálcio do tipo I e II, modificando os parâmetros de rede da nHap. A inserção do íon de Fe+3 alterou a conversão e seletividade, no qual 10% FeHap apresentou conversão de 73% e seletividade para etileno de 90% a 400 °C quando comparada com 20 % de conversão e 76% de seletividade para etileno pela nHap
Abstract: The evaluation of hydroxyapatite (Ca10-x(HPO4)x(PO4)6-x(OH)2-x) as a catalyst for the conversion of ethanol allows a wide investigation, because, due to its chemical nature, it is possible to modify its performance through strictly controlled changes in its physicalchemical properties. This work evaluates the effect of iron substitution on hydroxyapatite (Hap) on the ethanol conversion reaction. The catalysts nHap, 1% Fe-Hap, 5% Fe-Hap e 10% Fe-Hap were characterized by adsorption of N2 at 77K, X-ray diffraction using Rietveld refinement method, x-ray fluorescence, electron microscopy scanning, and thermo-programmed desorption of NH3. The reactivity of those catalysts was tested in the catalytic conversion of ethanol at different temperatures (350-450 °C) and GHSV of 24,000 ml g-1 h -1 . The results indicate that the replacement of Ca +2 ions by Fe+3 ions provided changes in the Ca/P molar ratio (1.54 - 1.14), specific surface (50-78 m2 /g), distribution of acid sites and total Hap acidity. The Rietveld method showed that iron ions occupied type I and II Ca sites, changing Hap’s lattice parameters. The insertion of the Fe+3 ion modified the catalytic conversion and product distribution, in which the 10% FeHap showed 73% conversion and selectivity for ethylene of 90% at 400 °C, when compared to 20% of conversion and 76% of ethylene for nHap.
Keywords: Etanol
Hidroxiapatita
Substituição iônica
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::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
Citation: RICARTE, Milena de Brito. Efeito da substituição de ferro na hidroxiapatita sobre a conversão de etanol a produtos de maior valor agregado. 2020. 101 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro/COPPE, Rio de Janeiro, 2020.
Appears in Collections:Engenharia Química

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