00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Síntese e avaliação catalítica da zeólita mordenita com sistema hierárquico de poros na presença de glutamato monossódico
Título(s) alternativo(s): Synthesis and catalytic evaluation of mordenite zeolite with hierarchical pore system in the presence of monosodium glutamate
Autor(es): Gouveia, Elisa Gabriela Costa
Primeiro Orientador: Silva, Antonio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Bruno José Barros da
metadata.dc.contributor.referee1: Meili, Lucas
metadata.dc.contributor.referee2: Quintela, Paulo Henrique Leite
Resumo: A mordenita é uma zeólita com razão Si/Al relativamente alta, com valores entre 5 e 20, e que apresenta potencial na área de catálise em diferentes processos na indústria, como em reações de hidrocraqueamento, hidroisomerização e alquilação, devido à sua elevada acidez e estabilidade térmica. Contudo, a mordenita possui um sistema unidimensional de poros, o qual gera limitações difusionais aos sítios ativos. Para superar esse problema, a introdução de mesoporos é uma abordagem adequada. O presente trabalho promoveu o estudo de uma nova abordagem da síntese da zeólita mordenita utilizando o glutamato monossódico através do método hidrotérmico a 170 ºC em estufa com agitação de 60 rpm, em diferentes tempos de cristalização (2 a 48 h). As zeólitas foram caracterizadas por difratometria de raios X, espectroscopia de raios X por energia dispersiva, microscopia eletrônica de varredura, análises termogravimétricas, adsorção/dessorção de nitrogênio e dessorção de amônia à temperatura programada. As amostras selecionadas foram avaliadas nas reações de craqueamento de nhexano e do polietileno de ultra alto peso molecular. Os materiais foram obtidos com elevada cristalinidade, havendo incremento na razão Si/Al e decréscimo da densidade de sítios ácidos com o aumento do teor de do glutamato monossódico. As análises térmicas revelaram a completa remoção do sal aminoácido da estrutura das zeólitas após sua lavagem. As micrografias exibiram aglomerados de cristais de < 10 μm com geometria variável, havendo a desagregação parcial dos cristais com a utilização do glutamato. As medidas de adsorção/dessorção de nitrogênio indicaram, simultaneamente, uma melhoria nas micro e mesoporosidades para os materiais sintetizados com razão glutamato monossódico/alumina de 2 e 4, havendo um aumento de 8% e de até 33% no volume de microporos e mesoporos, respectivamente. Os testes catalíticos do craqueamento de n-hexano resultaram em uma maior tendência para a formação de olefinas. Menores valores de energia de ativação aparente foram obtidos para a degradação termocatalítica do polietileno de ultra alto peso molecular na presença das zeólitas, com uma redução percentual entre 19 e 36% em comparação ao polímero puro. Este trabalho proporcionou novas perspectivas para a síntese da zeólita mordenita micromesoporosa a partir da utilização de compostos de baixo custo e alta disponilidade como os aminoácidos e seus sais derivados.
Abstract: Mordenite is a zeolite with a relatively high Si/Al ratio, with values between 5 and 20, which has potential in the field of catalysis in different industrial processes, such as hydrocracking, hydroisomerization and alkylation reactions, due to its high acidity and thermal stability. However, mordenite is generally considered a one-dimensional pore system, which causes diffusional limitations to the active sites. To overcome this issue, introducing mesopores is a appropriate approach. The present work promoted the study of a new approach to the synthesis of the mordenite zeolite using monosodium glutamate via hydrothermal method at 170 ºC in an oven with agitation of 60 rpm at different crystallization times (2 to 48 h). Zeolites were characterized by X-ray diffraction, X-ray energy dispersion spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, adsorption/desorption of nitrogen and temperatureprogrammed desorption of ammonia. The selected samples were evaluated in the n-hexane and ultra-high molecular weight polyethylene cracking reactions. The materials were obtained with high crystallinity, with the increment in the Si/Al ratio and decrease in the density of acid sites with the increase in the monosodium glutamate content. Thermal analysis revealed complete removal of the amino acid salt from the zeolite structure after washing. The micrographs showed crystal clusters of <10 μm with variable geometry and partial disaggregation of the crystals with the use of glutamate. Nitrogen adsorption/desorption measurements simultaneously indicated an improvement in micro and mesoporosity for the materials synthesized with monosodium glutamate/alumina ratio of 2 and 4, with an increase of 8% and up to 33% in the volume of micropores and mesopores, respectively. The catalytic tests of nhexane cracking resulted in a higher tendency for the formation of olefins. Lower values for the apparent activation energy were obtained in the thermocatalytic degradation of ultra-high molecular weight polyethylene in the presence of zeolites, with a percentage reduction ranging from 19 to 36% compared to pure polymer. This work provided new perspectives for the synthesis of micro-mesoporous mordenite zeolite through the use of low cost and high availability compounds such as amino acids and their derived salts.
Palavras-chave: Zeólitica
Modernita
Glutamato monossódico
Craqueamento catalítico
Zeolite
Mordenite
Synthesis
Monosodium glutamate
Catalytic cracking
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: GOUVEIA, Elisa Gabriela Costa. Síntese e avaliação catalítica da zeólita mordenita com sistema hierárquico de poros na presença de glutamato monossódico. 2023. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11838
Data do documento: 31-mai-2023
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