Obtenção de carbeto de tungstênio suportado em carvão ativado e dopado com níquel para fins catalíticos

The obtainment of catalysts based on tungsten carbide-WC doped with nickel-N and supported on activated carbon (WC-Ni/AC), using the gas-solid reaction method in a fixed bed reactor, was studied through a 2³ factorial experimental planning, with the objective of evaluating the influence of the synth...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Fernando Erick Santos da
Outros Autores: Gomes, Uilame Umbelino
Formato: bachelorThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Carbeto de tungstênio
Níquel
Carvão ativado
catalizador
Tungsten carbide
nickel
activated carbon
catalyst
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/37351
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Silva, Fernando Erick Santos da
Obtenção de carbeto de tungstênio suportado em carvão ativado e dopado com níquel para fins catalíticos
description The obtainment of catalysts based on tungsten carbide-WC doped with nickel-N and supported on activated carbon (WC-Ni/AC), using the gas-solid reaction method in a fixed bed reactor, was studied through a 2³ factorial experimental planning, with the objective of evaluating the influence of the synthesis parameters and the Ni concentration in the specific surface area. Ammonium Paratungstate Tetrahydrate (APT) was used as a W source, mixed with nickel nitrate and impregnated with activated carbon. The WC-Ni powders were synthesized through a gas-solid reaction, in proportions of 49%w. WC-1%w. Ni/AC, 48%w. WC-2%wt. Ni/AC, 47%w. WC-3%w. Ni/AC, by carboreduction of the mixture of hydrated ammonium paratungstate (APT) with nickel nitrate at low temperature (750°C to 850ºC) and in short reaction times (60 min to 120 min). The specific surface area was studied through an experimental design, based on the results obtained by BET. The materials obtained were characterized using the techniques of XRD (crystallite size), BET and SEM. With its characterization, it was possible to understand the relationship between its structural properties and its specific surface area, aiming its application in heterogeneous catalysis. It was possible to produce nanostructured WC-Ni/AC powders in the desired proportions, with average crystallite size ranging from 16.2 nm to 47.7 nm and specific surface area ranging from 257.9 m²/g to 343.5 m²/g. The results shown through the statistical analysis, found that the temperature alone is the factor that most influences the increase in the size of the specific surface area of the WC-Ni/AC. The factors temperature, isotherm and Ni concentration combined have a small influence on the increase in surface area. The other combinations, temperature and isotherm, concentration, and isotherm, had no evident influence.
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Ammonium Paratungstate Tetrahydrate (APT) was used as a W source, mixed with nickel nitrate and impregnated with activated carbon. The WC-Ni powders were synthesized through a gas-solid reaction, in proportions of 49%w. WC-1%w. Ni/AC, 48%w. WC-2%wt. Ni/AC, 47%w. WC-3%w. Ni/AC, by carboreduction of the mixture of hydrated ammonium paratungstate (APT) with nickel nitrate at low temperature (750°C to 850ºC) and in short reaction times (60 min to 120 min). The specific surface area was studied through an experimental design, based on the results obtained by BET. The materials obtained were characterized using the techniques of XRD (crystallite size), BET and SEM. With its characterization, it was possible to understand the relationship between its structural properties and its specific surface area, aiming its application in heterogeneous catalysis. It was possible to produce nanostructured WC-Ni/AC powders in the desired proportions, with average crystallite size ranging from 16.2 nm to 47.7 nm and specific surface area ranging from 257.9 m²/g to 343.5 m²/g. The results shown through the statistical analysis, found that the temperature alone is the factor that most influences the increase in the size of the specific surface area of the WC-Ni/AC. The factors temperature, isotherm and Ni concentration combined have a small influence on the increase in surface area. The other combinations, temperature and isotherm, concentration, and isotherm, had no evident influence. A obtenção de catalizadores a base de carbeto de tungstênio-WC dopado com níquel-N e suportado em carvão ativado (WC-Ni/AC), utilizando o método de reação gás-sólido em reator de leito fixo, foi estudada através de um planejamento experimental fatorial 2³, com o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros de síntese e da concentração de Ni na área superficial específica. O Paratungstato de Amônio Tetrahidratado (APT), foi utilizado como fonte de W, misturado ao nitrato de níquel e impregnado ao carvão ativado. Os pós de WC-Ni foram sintetizados através de reação gás-sólido, nas proporções de 49%p. WC-1%p. Ni/AC, 48%p. WC-2%p. Ni/AC, 47%p. WC-3%p. Ni/AC, pela carborredução da mistura do paratungstato de amônio hidratado (APT) com o nitrato de níquel a baixa temperatura (750°C a 850ºC) e em curtos tempos de reações (60 min a 120 min). A área superficial específica foi estudada por meio de um delineamento experimental, baseado nos resultados obtidos por BET. Os materiais obtidos foram caracterizados utilizando as técnicas de DRX (tamanho de cristalito), BET e MEV. Com a sua caracterização, foi possível compreender a relação entre suas propriedades estruturais e sua área superficial específica, visando sua aplicação em catalise heterogênea. Foi possível produzir pós nanoestruturados de WC-Ni/AC nas proporções desejadas, com tamanho médio de cristalito variando de 16,2 nm até 47,7 nm e área superficial específica variando de 257,9 m²/g até 343,5 m²/g. Os resultados mostrados através da análise estatística, constatou que a temperatura isoladamente é o fator que mais influência no aumento do tamanho da área superficial específica do WC-Ni/AC. Já os fatores temperatura, isoterma e concentração de Ni combinados apresentam pequena influência no aumento da área superficial. As demais combinações, temperatura e isoterma, concentração e isoterma, não apresentaram influência evidente. 2021-09-21 2021-09-21T11:40:27Z 2021-09-15 bachelorThesis SILVA, Fernando Erick Santos da. Obtenção de carbeto de tungstênio suportado em carvão ativado e dopado com níquel para fins catalíticos. 2021. 72f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/37351 pt_BR Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN Engenharia Química Engenharia Química

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