Sistemas magnéticos nanoestruturados para a remoção seletiva de compostos sulfurados e nitrogenados do petróleo

• Autor(a) principal: Raquel Vieira Mambrini
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/48462; https://orcid.org/0000-0002-0306-5542
• topic: Compósitos magnéticos; Matrizes inorgânicas; Óxido de níquel; Argila bentonita; Derivados de petróleo; Química inorgânica; Catálise heterogênea; Petróleo; Adsorção

Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos magnéticos baseados em três matrizes inorgânicas recobertas parcialmente por carbono. Foram utilizadas hematita, óxido de níquel e argila bentonita, que foram submetidas a um processo de deposição química de vapor (CVD) para o crescimento de nanotubos/nanofibras de carbono, utilizando o etanol como fonte de carbono. Os materiais foram caracterizados e utilizados na remoção de contaminantes sulfurados e nitrogenados de combustíveis derivados de petróleo e em reaçãoes de degradação de corantes têxteis. O Capítulo 1 aborda uma introdução geral sobre a remoção de enxofre e nitrogênio de combustíveis e uma breve introdução sobre materiais magnéticos e matrizes inorgânicas, e por fim os objetivos deste trabalho. A parte experimental utilizada para alcançar os objetivos do trabalho são apresentados no Capítulo 2. No Capítulo 3 são apresentados os resultados da utilização da hematita e do compósito formado por hematita impregnada com molibdênio, como matrizes inorgânicas submetidas ao processo CVD para deposição de carbono. Análises mostraram que os metais sofrem redução pelo etanol formando carbono na superfície dos materiais. Observou-se maior deposição de carbono nos materiais com molibdênio, com máximo de deposição de 29%. Os materiais apresentaram-se ativos em testes de reações de oxidação do azul de metileno com descoloração máxima de 89% e remoção de 55% de carbono orgânico total (COT) para o material a FeMo/C900. As reações de oxidação bifásica apresentaram bons resultados para oxidação de contaminantes nitrogenados e sulfurados de combustíveis, com remoção máxima de 62% de DBT na presença do material FeMo/C700 e oxidação de quase 100% de QN na presença do material FeMo/C900. Medidas de ângulo de contato e testes de formação de emulsão foram feitos para o estudo da estabilidade de sistemas bifásicos onde todos os materiais foram capazes de formar emulsão do tipo óleo em água ou água em óleo. No Capítulo 4, são apresentados resultados dos materiais recobertos com carbono utilizando como matriz o NiO e um composto bimetálico de níquel e molibdênio. Observou-se deposição máxima de carbono de 48% no material NiMo/C800. Os materiais também foram testados em reações de oxidação em solução aquosa onde ambos apresentaram bons resultados, com 80% de descoloração máxima de 80% na presença do material NiMo/800. As reações de oxidação bifásicas na presença dos materiais apresentaram bons resultados, com remoção máxima de 82% de DBT e oxidação de 96% de QN na presença do material NiMo/C. Medidas de ângulo de contato e testes de formação de emulsão foram feitos para o estudo da estabilidade de sistemas bifásicos. No Capítulo 5 são mostrados os resultados obtidos utilizando-se bentonita impregnada com ferro, submetida ao processo CVD com etanol. Observa-se fases de ferro reduzidas com a consequente deposição de carbono. Foram estudadas as propriedades superficiais dos materiais quanto à sua hidrofilicidade. Testes de adsorção de matéria orgânica e de compostos nitrogenados e sulfurados foram feitos obtendo-se resultados promissores para o material BAF15/C com capacidade de adsorção de 38,7% de DBT e 54,5% de QN. O Capítulo 6 mostra as conclusões gerais deste trabalho e a produção bibliográfica gerada a partir desta tese de doutorado é apresentada no Anexo 2.