00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IQB Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Graduação - QUÍMICA TECNOLÓGICA E INDUSTRIAL- IQB
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Síntese e modificação da zeólita ZSM-23 obtida através de diferentes rotas com aplicação na degradação termocatalítica do UHMWPE
Título(s) alternativo(s): Synthesis and modification of the zeolite ZSM-23 obteined through different routes with application in the UHMWPE thermocatalytic degradation
Autor(es): Sarmento, Laís Renise Ávila
Primeiro Orientador: Silva, Antonio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Souza Junior, Lenivaldo Valério de
metadata.dc.contributor.referee1: Meneghetti, Simoni Margareti Plentz
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Bruno José Barros da
Resumo: A síntese da zeólita ZSM-23 foi estudada a partir de duas rotas: utilizando isopropilamina (IPA) como agente direcionador de estrutura (ADE) e outra apenas com cristais sementes (CS). As amostras sintetizadas foram submetidas a tratamentos pós-síntese (dessilicação e tratamento ácido) com intuito de modificar suas propriedades texturais. Estas foram caracterizadas por difratometria de raios-X (DRX), análises térmicas (TG/DTG), adsorção-dessorção de nitrogênio (métodos BET e BJH) e dessorção de amônia à temperatura programada (TPD-NH3). Os catalisadores obtidos foram avaliados na termodegradação catalítica do polímero de ultra alto peso molecular (UHMWPE), onde os valores de energia de ativação do processo de decomposição do polímero foram obtidos pelo método isoconversional Flynn-Wall-Ozawa (FWO). Ambas as rotas de síntese levaram à estrutura da ZSM-23, porém o material com cristais sementes apresentou intercrescimento da fase ZSM-5. As curvas das análises térmicas da amostra sintetizada com IPA demonstraram quatro regiões de perda de massa, indicando a presença do orgânico na estrutura, enquanto que o material obtido com cristais sementes apresentou dois eventos de perda de massa. As medidas de dessorção de amônia a temperatura programada revelou que, após os tratamentos pós-síntese, houve uma redução da densidade dos sítios ácidos fracos e aumento da densidade de sítios ácidos fortes e totais para o material modificado da amostra com IPA, indicando o efeito da extração seletiva de silício estrutural. Em contrapartida, o material modificado obtido a partir da amostra com sementes apresentou uma redução na densidade de todos os sítios ácidos, indicando uma possível desaluminização parcial da estrutura. A adsorção-dessorção de nitrogênio demonstrou que os tratamentos pós-síntese promoveram a formação de um sistema bimodal de poros gerando estruturas hierarquizadas. Os catalisadores modificados apresentaram uma redução substancial na temperatura final de decomposição do polímero, menor teor de coque formado e nível energético necessário para o processo de degradação do polímero em relação aos materiais precursores indicando que, além da influência da acidez dos catalisadores, a presença de micro-mesoporosidade destes materiais promove uma difusão mais fácil dos reagentes/produtos para os sítios ácidos internos das estruturas zeolíticas.
Abstract: The synthesis of ZSM-23 zeolite was studied by means of two routes: firstly, using isopropylamine (IPA) as a structure-directing agent and then, only with crystals seeds (CS). The synthesized samples were subjected to post-synthesis treatments (desilication and acid treatment) in order to modify their textural properties. These samples were characterized by X-ray diffractometry (XRD), thermal analysis (ATG/DTG), nitrogen adsorption-desorption (BET and BJH methods) and desorption of ammonia at programmed temperature (TPD-NH3). The obtained catalysts were valued by catalytic thermal degradation of the ultra-high molecular weight polymer (UHMWPE), which the activation energy values of the polymer decomposition process were obtained by the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) isoconversional method. Both synthesis routes induced to ZSM-23 structure, however, the material with crystals seeds showed the intergrowth of ZSM-5 phase. The thermal analysis curves of the synthesized sample with IPA evidenced four regions of weight loss, indicating the presence of the organic in the structure, while the material with crystals seeds showed only two events of weight loss. The measures of ammonia desorption at programmed temperature indicated that, after the post-synthesis treatments, there was a reduction in the density of weak acid sites and an increasement in the density of strong and total acid sites for the modified material of the sample with IPA, demonstrating the selective extraction effect of structural silicon. In contrast, the modified material obtained from the sample with seeds showed a density reduction of all acid sites, which, possibly, indicates a partial structure de-aluminization. The nitrogen adsorption-desorption showed that the post-synthesis treatment promoted the formation of a bimodal pore system creating hierarchical structures. The modified catalysts denoted a substantial reduction in the polymer final decomposition temperature, less coke content formed and the energy level required for the degradation process of the ultra-high molecular weight polymer in relation to the precursor materials, stipulating the influence not only about the catalysts acidity, but also the presence of micro-mesoporosity of these materials, promoting an easier diffusion of the reagent/products to the acid internal sites of the zeolitic structures.
Palavras-chave: ZSM-23 (Zeolitas)
Agente direcionador de estrutura
Tratamento pós-síntese (Zeolitas)
Zeolite ZSM-23
Synthesis
Structure directing agent
Crystals seeds
Post- syntesis treatments
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Química Tecnológica e Industrial
Citação: SARMENTO, Laís Renise Ávila. Síntese e modificação da zeólita ZSM-23 obtida através de diferentes rotas com aplicação na degradação termocatalítica do UHMWPE. 2020. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química Tecnológica e Industrial) - Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7457
Data do documento: 11-dez-2020
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