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Produção de nanopartículas metálicas e o seu suporte em carbono para aplicações catalíticas

2021-07Master thesis Open access
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dc.contributor.advisorRibeiro, Ana Paula da Costa
dc.contributor.advisorAlegria, Elisabete Clara Bastos do Amaral
dc.contributor.authorDias, Ana Sofia Melo Lopes
dc.date.accessioned2021-11-15T14:47:03Z
dc.date.available2021-11-15T14:47:03Z
dc.date.issued2021-07
dc.descriptionTrabalho Final de Mestrado para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica
dc.description.abstractEste trabalho teve como objetivo a produção de nanopartículas metálicas de prata e cobre suportadas em materiais de carbono provenientes de desperdícios da biomassa (borras de café) e a sua aplicação em reações catalíticas de oxidação ecossustentáveis de interesse industrial, o 1-feniletanol, álcool benzílico e tolueno e de redução de interesse industrial, o 4-nitrofenol. Neste trabalho foram sintetizados dois compósitos de cobre/carbono com diferentes teores de metal (23 e 36% m/m) e dois compósitos de prata/carbono (9 e 16% m/m). O material de carbono é proveniente das borras de café tendo sido usado na preparação de vários compósitos. Os compósitos foram caracterizados por SEM e TEM, FT-IR ATR e ICP. Para a oxidação peroxidativa dos álcoois foram estudados diferentes parâmetros, nomeadamente o tipo e quantidade de catalisador, a quantidade de oxidante (TBHP, aq. 70%), a temperatura e o tempo de reação. Na reação de oxidação peroxidativa do tolueno foi estudado o tipo (H2O2 a 30% e TBHP a 70%) e a quantidade de oxidante, a temperatura e o tempo de reação. Para a oxidação do álcool secundário, 1-feniletanol, o rendimento máximo, em 2 h, foi de 91,5%. Na oxidação peroxidativa do álcool primário, álcool benzílico, o rendimento máximo total, em 2 h, foi de 65,7% com uma seletividade em benzaldeído de 8,3%. Foram ainda estudados derivados do álcool benzílico nas melhores condições reacionais. Por último, na oxidação do tolueno, o rendimento máximo total foi de 55,6% com uma seletividade em benzaldeído de 10,8%. Para a redução do 4-nitrofenol os parâmetros estudados foram a ordem de adição dos reagentes, o tipo e quantidade de catalisador, a concentração do substrato e a temperatura. O valor de conversão mais elevado e de constante de velocidade foram de 75,8% e 0,521 min-1, respetivamente.pt_PT
dc.description.abstractThis work aims to produce metallic silver and copper nanoparticles supported on carbon materials derived from biomass waste and their application in catalytic reactions of eco-sustainable oxidation of industrial interest, namely 1-phenylethanol, benzyl alcohol and toluene and reduction of industrial interest, 4-nitrophenol. In this work, two copper/carbon composites with different metal contents (23 and 36% m/m) and two silver/carbon composites (9 and 16% m/m) were synthesized. The carbon material derived from coffee grounds, and several composites were prepared using carbon as support. The composites were characterized by SEM and TEM, FT-IR ATR and ICP. For the peroxidative oxidation of alcohols, different parameters were studied, namely the type and amount of catalyst, the amount of oxidant (TBHP, aq. 70%), the temperature and the reaction time. For the peroxidative oxidation of toluene, the type (30% aq. H2O2 and 70% aq. TBHP) and the amount of oxidant, the temperature and the reaction time were studied. For the oxidation of the secondary alcohol, 1-phenylethanol, the maximum yield, in 2 h, was 91.5%. In the peroxidative oxidation of the primary alcohol, benzyl alcohol, the maximum total yield, in 2 h, was 65.7% with a selectivity on benzaldehyde of 8.3% and these reaction conditions served to study the effect of the substituents of this alcohol. Finally, in the oxidation of toluene, the maximum total yield was 55.6% whose selectivity in benzaldehyde was 10.8%. For the reduction of 4-nitrophenol the parameters studied were the order of addition of the reactants, the type and amount of catalyst, the concentration of the substrate and the temperature. The highest conversion value and rate constant were 75.8% and 0.521 min-1, respectively.pt_PT
dc.description.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionpt_PT
dc.identifier.citationDIAS, Ana Sofia Melo Lopes – Produção de nanopartículas metálicas e o seu suporte em carbono para aplicações catalíticas. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2021. Dissertação de Mestrado.pt_PT
dc.identifier.tid202787400
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.21/14005
dc.language.isoporpt_PT
dc.publisherInstituto Superior de Engenharia de Lisboapt_PT
dc.subjectNanopartículaspt_PT
dc.subjectCobrept_PT
dc.subjectPratapt_PT
dc.subjectBorras de cafépt_PT
dc.subjectCarbonopt_PT
dc.subjectOxidaçãopt_PT
dc.subject1-feniletanolpt_PT
dc.subjectÁlcool benzílicopt_PT
dc.subjectToluenopt_PT
dc.subjectReduçãopt_PT
dc.subject4-nitrofenolpt_PT
dc.subjectNanoparticlespt_PT
dc.subjectCopperpt_PT
dc.subjectSilverpt_PT
dc.subjectCoffee groundspt_PT
dc.subjectCarbonpt_PT
dc.subjectOxidationpt_PT
dc.subject1-phenylethanolpt_PT
dc.subjectBenzyl alcoholpt_PT
dc.subjectToluenept_PT
dc.subjectReductionpt_PT
dc.subject4-nitrophenolpt_PT
dc.titleProdução de nanopartículas metálicas e o seu suporte em carbono para aplicações catalíticaspt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
oaire.citation.endPage149pt_PT
oaire.citation.startPage1pt_PT
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT

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