Ressonância magnética nuclear aplicada ao estudo de óxidos de alumínio nanoestruturados dispersos em materiais carbonosos porosos.

Autor: LOPES, T. R.
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFESUniversidade Federal do Espírito SantoUFES.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6419_.pdf: 2750220 bytes, checksum: 6e03c2ba67680937d08def36ecf10378 (MD5) Previous issue date: 2013-04-02
Este trabalho é dedicado ao estudo de materiais carbonosos porosos contendo partículas dispersas de óxidos e/ou hidróxidos de alumínio, tendo como principal ferramenta a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) no estado sólido. Esses materiais possuem interesse para aplicações na remoção de íons fluoreto contidos em água, na adsorção de amônia em fase gasosa e como suportes de catalisadores. As amostras foram obtidas utilizando dois tipos de precursores: um carvão ativado comercial (denotado como CA) e o carvão obtido pela carbonização do endocarpo de babaçu a 700 ºC (denotado como BAB), com áreas superficiais específicas de 1300 e 340 m²/g, espectivamente. As amostras foram preparadas através da impregnação do CA ou BAB com o nitrato de alumínio (resultando nas amostras denominadas CA_Al e BAB_Al, respectivamente), usando o hidróxido de amônio em excesso como agente precipitante. Foram sintetizadas também amostras a partir do CA controlando o pH (pH = 11) da reação (amostra nomeada como CA_Al_pH11). Adicionalmente foi sintetizada, nas mesmas condições, uma amostra sem a presença de matriz carbonosa (chamada Hid_Al_pH11). As amostras como preparadas foram identificadas como hidróxidos ou oxihidróxidos de alumínio amorfos ou nanocristalinos, dependendo das condições de síntese. As amostras como preparadas foram posteriormente tratadas termicamente, sob atmosfera inerte, até a temperatura de 1500 ºC. Devido à presença de desordem estrutural nos produtos das sínteses, a técnica de RMN de 27Al no estado sólido foi essencial para a caracterização das fases contendo alumínio presente nos compostos estudados. Apesar dos difratogramas de raios X da amostra BAB_Al não apresentarem picos de difração de Bragg foi identificada a presença de sítios AlO6 (octaédricos), AlO5 e AlO4 (tetraédricos) por espectroscopia de xv Lista de Figuras xvi RMN de 27Al no estado sólido. Para a amostra CA_Al, o tratamento térmico até 400ºC causou uma decomposição térmica do oxihidróxido de alumínio, a boemita, e levou à formação de uma alumina de transição amorfa aos raios X. Os parâmetros de acoplamento quadrupolar, deslocamentos químicos isotrópicos e as áreas relativas a cada sítio foram determinados através do ajuste dos espectros com um conjunto de linhas alargadas por uma distribuição de acoplamento quadrupolar e deslocamentos químicos associados à desordem nos ambientes 27Al. A área no espectro de RMN de 27Al correspondente aos sítios AlO4 aumentou com o aumento da temperatura de tratamento térmico, sendo encontrado seu máximo em 800 ºC e então foi diminuindo com a formação da fase estável corundum (a-Al2O3), que foi desenvolvida completamente em 1500 ºC. Nas amostras CA_Al_pH11 e Hid_Al_pH11 como preparadas foi observada a formação de bayerita (􀀀Al(OH)3); para a amostra Hid_Al_pH11 o nitrato de amônio também foi detectado como fase dominante, sendo volatizado após o tratamento térmico. Esses resultados mostraram que a natureza do material carbonoso utilizado na preparação e as condições utilizadas para a síntese dos compósitos foram de grande importância para a definição do tipo e a cristalinidade das fases da alumina formadas após os tratamentos térmicos. Foram assim produzidos compósitos de alumina-carbono contendo fases de alumina amorfas ou nanocristalinas,dependendo do tipo de matriz de carbono, das condições da síntese e da temperatura de tratamento térmico.
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