Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86886
Tipo: Dissertação
Título: Óxidos defeituosos baseados em β-fosfatos de tri-cálcio (β-TCP) e alumina nanoestruturadas: propriedades catalíticas em reações de conversão de glicerol e metano
Título em inglês: Defective oxides based on β-tri-calcium phosphate (β-TCP) and nanostructured alumina: catalytic properties in glycerol and methane conversion
Autor(es): Bertoldo, Gabriela Mota
Orientador: Oliveira, Alcineia Conceição
Coorientador: Castellón, Enrique Rodríguez
Palavras-chave em português: Defeitos;Alumina;Glicerol;Solução sólida
Palavras-chave em inglês: Defects;Alumina;Glycerol;Doping
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Data do documento: 2025
Citação: BERTOLDO, Gabriela Mota. Óxidos defeituosos baseados em β-fosfato de tri-cálcio (β-tcp) e alumina nanoestruturadas: propriedades catalíticas em reações de conversão de glicerol e metano. 2026. 127 f. Tese (Doutorado em Química) – Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: Os defeitos em materiais cristalinos conferem propriedades físico-químicas únicas para que possam ser aplicados em catálise heterogênea. Nesse sentido, a inserção de um heteroátomo de raio iônico e/ou valência distintos daquele do átomo intrínseco favorece efeitos sinérgicos, resultando na formação de sítios catalíticos ativos, tais como sítios de Lewis ou redox. O presente trabalho visa sintetizar óxidos defeituosos baseados em β Ca3(PO4)2 contendo Co, Cu e Ni e γ-Al2O3 dopada com Mg, Zn e La. As propriedades estruturais, superficiais, ácido-base e texturais dos sólidos sintetizados serão empregadas na transformação de moléculas orgânicas. A inserção de metais de transição (Cu e Co) na estrutura do β-Ca3(PO4)2 promoveu uma diminuição dos parâmetros de rede, resultando em uma estrutura compacta com defeitos estruturais. O aumento do teor desses metais levou à formação de fases extra-rede, tais como CuO e Co3O4, enquanto baixas concentrações conduziram à formação de soluções sólidas. Essas modificações influenciaram diretamente as propriedades superficiais, ácido-base e texturais dos sólidos. Na acetilação do glicerol, o desempenho superior dos catalisadores dopados com Cu foi atribuído à contribuição dos sítios ácidos de Lewis relativos às fases extra-rede CuO e Cu2O, destacando a importância da natureza das espécies expostas na superfície dos materiais. Ademais, os defeitos atuam sinergicamente com as espécies de Cu, aumentando a atividade catalítica dos sólidos baseados em β-TCP. As características de sistemas binários contendo γ-Al2O3 modificada revelaram que os sítios de Mg foram inseridos na estrutura, formando uma solução sólida; em contrapartida, a inserção de La e Zn geraram fases extra-rede, com parte dos sítios não substituídos disponíveis na superfície da alumina mesoporosa. Os defeitos extrínsecos foram, portanto, formados a partir da inclusão de Mg na estrutura da γ-Al2O3. As características dos sólidos Ni-Pt/γ Al2-xMexO2-δ (Me = La, Mg ou Zn) foram determinantes para a atividade destes materiais na tri-reforma do metano (TRM). Os defeitos gerados pela modificação da alumina, especialmente na amostra Ni-Pt/AlMg, aumentaram a conversão de CO2 e CH4. Em geral, a inserção de Mg, La ou Zn na estrutura da γ-Al2O3 melhorou as propriedades catalíticas dos materiais.
Abstract: Defects in crystalline materials confer unique physicochemical properties that enable their application in heterogeneous catalysis. In this sense, the insertion of a heteroatom with an ionic radius and/or valence different from that of the intrinsic atom favors synergistic effects, resulting in the formation of active catalytic sites, such as Lewis or redox sites. This work aims to synthesize defective oxides based on β-Ca3(PO4)2 containing Co, Cu, and Ni and γ-Al2O3 doped with Mg, Zn, and La. The structural, surface, acid-base, and textural properties of the synthesized solids will be used in the transformation of organic molecules. The insertion of transition metals (Cu and Co) into the β-Ca3(PO4)2 structure promoted a decrease in the lattice parameters, resulting in a compact structure with structural defects. The increase in the content of these metals led to the formation of extra-lattice phases, such as CuO and Co3O4, while low concentrations led to the formation of solid solutions. These modifications directly influenced the surface, acid-base, and textural properties of the solids. In glycerol acetylation, the superior performance of Cu-doped catalysts was attributed to the contribution of Lewis acid sites related to the CuO and Cu2O extra-lattice phases, highlighting the importance of the nature of the species exposed on the surface of the materials. Furthermore, the defects act synergistically with the Cu species, increasing the catalytic activity of β-TCP based solids. The characteristics of binary systems containing modified γ-Al2O3 revealed that Mg sites were inserted into the structure, forming a solid solution; in contrast, the insertion of La and Zn generated extra-network phases, with part of the unsubstituted sites available on the surface of the mesoporous alumina. Extrinsic defects were therefore formed from the inclusion of Mg in the γ-Al2O3 structure. The characteristics of Ni-Pt/γ Al2-xMexO2-δ (Me = La, Mg, or Zn) solids were decisive for the activity of these materials in tri-reforming of methane reaction (TRM). The defects generated by the modification of alumina, especially in the Ni-Pt/AlMg sample, increased the conversion of CO2 and CH4. In general, the insertion of Mg, La, or Zn into the γ-Al2O3 structure improved the catalytic properties of the materials.
Descrição: O presente trabalho foi realizado com apoio do CNPq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Brasil.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86886
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0001-9766-6383
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/8103572304234778
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-3824-9701
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/1188799440810495
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-4751-1767
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DQOI - Dissertações defendidas na UFC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
2025_tese_gmbertoldo.pdf4,42 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.