ABSTRACT
Las hidrotalcitas pueden ser usadas en áreas como catálisis, medicina, química ambiental, entre otras. Dependiendo de los metales presentes, los sólidos derivados de la calcinación de hidrotalcitas también son usados debido a su carácter básico, efecto de memoria y alta área superficial especifica. En este estudio se describen algunas características de hidrotalcitas a base de Cu-Zn-Al. Los análisis se realizaron usando AAS, DRX, FTIR, TGA y DSC. En el espectro FTIR se observó que, en los sólidos con mayor cantidad de cobre, la banda del estiramiento O••H (M••OH, H••OH) se desplazó a valores más bajos de número de onda, debido a que la densidad electrónica de los grupos OH se orienta hacia el centro metálico de cobre. En todos los sólidos se observó la formación de la fase hidrotalcita, y de la fase Cu(OH)) en los sólidos con mayor contenido de cobre, lo que puede ser atribuido al efecto Jahn-Teller. Los resultados mostraron que los sólidos con mayor contenidode cobre colapsan en temperaturas menores. En todas las muestras se observaron eventos como:descomposición de la estructura HTLc, formación de óxidos metálicos y descomposición decarbonatos que quedaron ocluidos en los poros de los sólidos debido al colapso de la estructuralaminar.
Hydrotalcite-like compounds have been used in catalysis, medicine, environmental chemistry, and other applications. Depending on the metals present, the solids obtained by calcination can be used due to their basicity, memory effect, and high specific surface area. This study describes some characteristics of hydrotalcites based on Cu-Zn-Al. The solids were characterized by AAS, XRD, FTIR, DSC and TGA. In the FTIR spectra it was observed that in the solids with higher copper contents the band signed to O••H stretching (M••OH, H••OH) was moved to lower wave number values, because electron density of hydroxide groups orients toward the metallic copper center. In all materials hydrotalcite phase formation was observed and the Cu(OH)) phase in solids with higher copper content was detected, fact attributed to the Jahn-Teller effect. Results indicate that the collapse of the structure occurs at lower temperatures in the case of solids with higher copper content. In all the tested materials the decomposition of the HTLc structure and the formation ofmetal oxides was observed, as well as decomposition of carbonate ions occluded in the solid dueto the collapse of the lamellar structure.
Os compostos do tipo hidrotalcita podem ser usados nas áreas de catalise, medicina, química ambiental, entre outras. Dependendo dos metais presentes, os sólidos obtidos pela calcinação de hidrotalcitas também podem ser usados devido a propriedades tais como: caráter básico, efeito de memória e elevada área superficial especifica. Neste estudo descrevem-se algumas características das hidrotalcitas baseadas em Cu-Zn-Al. Na caracterização dos sólidos usaram-se astécnicas AAS, DRX, FTIR, TGA e DSC. Observou-se nos sólidos com maior conteúdo de cobre que o estiramento O••H (M••OH, H••OH) se desloca a valores menores de numero de onda, devido a que a densidade eletrônica dos grupos hidróxido se orienta em direção ao centro metálico de cobre. Em todos os materiais observou-se a fase hidrotalcita e nos sólidos com maior conteúdo de cobre foi detectada a fase Cu(OH)), fato atribuído ao efeito Jahn-Teller. Os resultados indicam que o colapso da estrutura acontece em temperaturas menores no caso dos sólidos com maior conteúdo de cobre. Em todos os materiais observaram-se decomposição da estrutura HTLc, formação de óxidosúmetálicos, e a decomposição dos íons carbonato que ficaram ocluídos nos sólidos devido ao colapsoda estrutura lamelar.
ABSTRACT
En este estudio se determinaron las propiedades interfaciales en solución acuosa del surfactante del tipo PDMS-éster que contiene polidimetilsiloxano (PDMS), polietilenglicol (PEG), anhídrido maléico y ácido fumárico. Para el estudio de las propiedades interfaciales se emplearon las técnicas tensiometría y espectroscopia en la región del UV-VIS. En solución acuosa este surfactante mostró un comportamiento complejo, que es dependiente de la concentración. En este surfactante se observó un cambio brusco en la curva de tensión superficial en función de la concentración, produciendo una reducción de la tensión superficial del agua hasta 48,9 mN/m en la CMC. La concentración del surfactante en la CMC fue de 1032 mg/L. La eficiencia del surfactante PDMS-éster se calculó como pC20 y se determinó como la concentración del surfactante necesaria para conseguir una disminución de la tensión superficial de 20 mN/m. El valor de C20 obtenido fue 213 mg/L (1,554x10-5 mol/L) (pC20=4,81). Esta concentración sirve como un indicador de la eficiencia de la adsorción del surfactante, ya que la reducción de la tensión superficial de la solución por el surfactante depende de la substitución de moléculas en la interface solución/vapor.
In this work the interfacial properties in aqueous solution of surfactant of si-licon PDMS-ester type containing PEG, anhydride maleic and fumaric acid had been determined. In order to study the interfacial properties tensiometry and spectroscopy UV-VIS techniques were used. The surfactant in aqueous solution showed a complex behavior and this is dependent on the concentration. This surfactant was showed an abrupt change in surface tension curve as a function of concentration, leading to reduced sur-face tension of water to 48.9 mN/m in the CMC. The concentration of surfac-tant in the CMC was 1032 mg/L. The effciency of the PDMS-ester surfactant was calculated as pC20 and determined as the concentration of surfactant re-quired to achieve a decrease in surface tension up 20mN/m. The value of C20 obtained was 213 mg/L (1.554 x10-5 mol/L) (pC20 = 4.81). This concentra-tion serves as an indicator of the eff-ciency of adsorption of the surfactant, since the reduction of surface tension of the surfactant solution depends on the substitution of molecules at the interfa-ce solution / vapor.
Neste trabalho foi feita a determinação das propriedades interfaciais do surfactante de silicone tipo PDMS-éster, con-tendo PEG, anidrido maleico e ácido fumárico. Para o estudo das propriedades interfaciais foram utilizadas as técnicas tensiometria e espectroscopia na região UV-VIS. Em solucao aquosa, este surfactante mostra um comportamento complexo e é dependente da concentracao; além disso, mostra urna mudança brusca na curva de tensão superficial em função da concentracao, produzindo urna reducao da tensão superficial da água até 48,9 (mN/m) na CMC. A concentracao do surfactante na CMC foi de 1032 mg/L. A eficiência do surfactante PDMS-éster foi calculada como pC20 determinada como a concentracao do surfactante necessá-ria para conseguir urna diminuicao da tensão superficial de 20mN/m. O valor de C20 obtido foi 213 mg/L (1,554x10"5 mol/L) (pC20=4,81). Esta concentracao serve como um indicador da eficiência da adsorcao do surfactante, já que a redução da tensão superficial da solução pelo surfactante depende da substituicao de moléculas na interface solucao/vapor.
ABSTRACT
El uso del hidrógeno para la generación de energía ha renovado el interés por la reacción WGS. Los catalizadores usados para acelerar esta reacción requieren condiciones especiales de reducción, lo que dificulta su aplicación en celdas combustibles para la producción de energía. En este trabajo se sintetizaron catalizadores de níquel soportado en óxido de cinc o aluminio usando un diseño factorial 3² en el caso de los materiales con cinc. Los resultados obtenidos se emplearon en la síntesis de sólidos trimetálicos de níquel, cinc y aluminio en las condiciones más propicias para garantizar mejor actividad y selectividad. Los sólidos fueron caracterizados por EDX, DRX, TPR y evaluados en la reacción WGS a 260 °C. Se observó la incorporación de los cationes Zn²+ yAl³+ en la red del NiO, lo que disminuye su reducibilidad con hidrógeno. Los materiales que contenían cinc fueron 100% selectivos para la reacción WGS. En la evaluación de los catalizadores con níquel y aluminio hubo formación de metano; sin embargo, este compuesto no fue observado durante la evaluación catalítica de los sólidos trimetálicos. Los catalizadores más activos fueron aquellos calcinados en temperaturas más bajas y con las menores cantidades de cinc.
The use of hydrogen for power generation has again awaken the interest in the WGS reaction. The catalysts used to accelerate this reaction need special conditions of reduction. This limits their application in fuel cells for energy production. In this work, nickel catalysts-supported in zinc oxide or aluminum oxide were synthesized by using a 3² factorial design with materials containing zinc. The results were used for the synthesis of trimetallic solid containing nickel, zinc and aluminum, in the most favorable conditions to ensure high activity and selectivity. The solids were characterized by EDX, XRD, TPR and evaluated in the WGS reaction at 260 °C. The incorporation of Zn2+ and Al3+ cations was observed in the lattice of NiO. This phenomenon affects the reducibility of these materials with hydrogen. The materials containing zinc were of 100 per cent selectivity for the reaction under study. In the case of nickel and aluminum catalysts, methane formation was observed, but this species was not detected in the trimetallic catalysts. The catalytic activity of trimetallic materials is consistent with the trends in bimetallic nickel-zinc or nickel-aluminum materials. The most active catalysts were those calcined at the lowest temperatures with the smallest amounts of zinc.
O uso do hidrogênio para a geração de energia tem renovado o interesse pela reação WGS. Os catalisadores usados para acelerar esta reação requerem condições especiais de redução. Isso dificulta a sua aplicação em células combustíveis para a geração de energia. Neste trabalho se sintetizaram catalisadores baseados em níquel suportado em oxido de zinco ou alumínio, usando um desenho fatorial 3² no caso dos materiais contendo zinco. Os resultados obtidos foram usados para a síntese de sólidos tri-metálicos contendo níquel, zinco e alumínio nas condições ótimas para aumentar a atividade e seletividade dos materiais. Os sólidos foram caracterizados pelas técnicas EDX, DRX, TPR e avaliados na reação WGS a 260 °C. Observou-se a incorporação dos cátions Zn2+ eAl3+ na rede do NiO, o que diminui a redução dos sólidos com hidrogênio. Os sólidos contendo zinco foram 100% seletivos para a reação em estudo. Na avaliação dos catalisadores contendo níquel e alumínio ocorreu a formação de metano, no entanto esta espécie não foi observada na avaliação catalítica dos sólidos tri-metálicos. Os catalisadores mais ativos foram os calcinados nas temperaturas mais baixas e com menores quantidades de zinco.