Estudo teórico da desidratação do etanol catalisada por hematita

• Autor(a) principal: Juliana Cecília de Mendonça Silva
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8YBVB9
• topic: Hematita; Etanol; Química Computacional; Álcool; Hematita; Físico-química; Deposição quimica de vapor; Química

Atualmente há um crescente interesse no desenvolvimento de nanomateriais. Através da reação CVD (Chemical Vapor Deposition) de hematita particulada e etanol gasoso em altas temperaturas, é possível produzir nanotubos de carbono e acredita-se que essa reação aconteça passando por um caminho de decomposição do etanol, produzindo eteno e água. A reação de desidratação do etanol unimolecular foi estudada em fase gasosa a altas temperaturas tanto do ponto de vista teórico como experimental. Também é uma reação bem estudada utilizando-se alumina como catalisador em altas temperaturas, porém mais brandas que da reação CVD. Contudo não foram encontrados na literatura estudos a respeito da mesma reação sobre a superfície da hematita. Neste trabalho foi realizado um estudo teórico da adsorção do etanol, seguida da reação de desidratação do mesmo sobre a superfície 001 Fe-terminal da hematita, além de um estudo comparativo da decomposição unimolecular do etanol, todos utilizando duas metodologias diferentes: a aproximação molecular e as condições periódicas de contorno. A aproximação molecular consegue descrever melhor as interações entre as moléculas, porém as condições periódicas de contorno são mais apropriadas para estudo de compostos no estado sólido por conservar a geometria do cristal. Pelo estudo da reação do etanol isolado, sem a presença da hematita, verificou-se que acima de 750 K a reação ocorre espontaneamente. Os resultados de distâncias entre o etanol e a superfície, energia de adsorção, barreira de ativação e [delta]E da reação encontrados em ambas as metodologias foram semelhantes. A barreira de ativação encontrada em ambas as metodologias diferiu um pouco, porém comprovou a ação catalítica da hematita, mesmo em cálculos a 0 K e à temperatura ambiente