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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização de γ – alumina e estudos fundamentais da adsorção de CO2, DME e metanol
Autor(es): Philipovsky, Lucas
Orientador: Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de
Coorientador: Pereira, Andréa da Silva
Palavras-chave: γ-alumina;PSD;Simulação (computadores);Método de Monte Carlo;Cálculos numéricos
Data do documento: 2022
Citação: PHILIPOVSKY, L. Caracterização de γ – alumina e estudos fundamentais da adsorção de CO2, DME e metanol. 2022. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: Com o aumento da emissão de gases estufa, novas formas de reverter a sua presença na atmosfera se fazem cada vez mais necessárias. No caso do CO2, um método que lhe dá utilidade como reagente e prova sua captura lucrativa é a sua conversão a DME, vantajosa tendo em mente que a substância é uma alternativa clara ao diesel fóssil. Neste processo a γ – alumina atua como catalisador fundamental em uma das etapas. Esta substância também encontra aplicabilidade em processos de separação por adsorção e filtração como membrana nano porosa, além de ser um excelente suporte catalítico. Ainda que já haja estudos focados na determinação de sua estrutura superficial e matriz cristalina, a literatura ainda carece de estudos quanto à sua caracterização de tamanhos de poro. Neste trabalho cálculos de distribuição de tamanho de poro (PSD) foram realizados utilizando métodos de simulação computacional de Monte Carlo. Para tal, poros do catalisador com tamanhos entre 7,0 e 53,0 Å foram confeccionados baseando-se em um modelo da literatura. A molécula sonda escolhida foi o argônio e as simulações atingiram boa concordância com o observado na literatura. As energias de adsorção dos principais reagentes e produtos envolvidos na reação também foram estimadas, já que sua presença na literatura também é escassa. Cálculos quânticos por teoria do funcional de densidade (DFT) foram realizados utilizando o funcional B3LYP e o conjunto de base duplo ζ 6-31G(d) para determinar estes valores para o CO2, metanol e DME.
Abstract: As greenhouse emissions increase, new ways to turn around their atmosphere presence are more needed than ever. Speaking of CO2, a method that gives it a purpose as a reagent and proves its capture to be a lucrative action is its conversion to DME, a clear alternative to diesel fuel which implementation shows large advantages. In this chemical process, γ – alumina acts as e fundamental catalyst in one of the reaction steps. The substance also finds applications in separation processes by adsorption and filtration as a nano porous membrane. It is also a desirable substance as a catalyst support. Even though there already are studies aimed at its bulk and surface structure determination, information about its characterization with regards to pore size distribution is still lacking in the literature. This research performs pore size distribution (PSD) calculations using Monte Carlo computer simulations. For such, γ-alumina pores with diameters ranging from 7,0 to 53,0 angstroms were designed using a catalyst molecular model from literature. Argon was the probe molecule chosen and the calculations with it were in good accordance with previously performed experiments. The heats of adsorption for the reactions core reagents and product were also estimated since for these data, literature is also hard to deliver. Quantic calculations based on the density theory functional (DFT) were performed employing the B3LYP functional and the double ζ 6-31G(d) basis set.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69299
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