Ortadoğu Türkmenleri Hakkındaki Görüşleri

O comportamento de um catalisador, quanto a atividade, seletividade e estabilidade durante uma reação química, é explicado através das suas propriedades físico químicas, tais como: composição química, estrutura, estabilidade térmica, entre outras.

Algumas técnicas físicas e químicas são utilizadas para caracterizar e selecionar os vrrios tipos de catalisadores que são empregados nas indústrias petrolíferas. Essas técnicas proporcionam uma melhor anrlise do composto sólido. Existem vrrios métodos para caracterizar a estrutura dos materiais mesoporosos, dentre eles, destacam se: difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região do infravermelho, anrlise térmica e adsorção de nitrogênio.

2.4.2.1 Análise térmica

A anrlise térmica através da termogravimetria (TG) e da termogravimetria derivada (DTG) tem sido amplamente utilizada na caracterização de catalisadores, pois permite uma avaliação rrpida das mudanças ocorridas quando esses materiais são submetidos a variações de temperatura (Rives, 2000).

Para os materiais mesoporosos dos tipos Al MCM 41 e Al SBA 15, a termogravimetria é utilizada na determinação das melhores condições de calcinação para a eliminação do composto orgânico (C16TMABr) dos poros do Al MCM 41 e do Pluronic 123

(EO20PO70EO20) do Al SBA 15 (Souza, 2005; Coutinho, 2006).

2.4.2.2 Difração de raios X (DRX)

Essa técnica de caracterização se baseia na medida de emissão, absorção, dispersão, fluorescência e difração da radiação eletromagnética. A técnica de Difratograma de Raios X (DRX) faz incidir um feixe de raios X monocromrtico sobre a amostra sólida a ser analisada, ocorrendo a difração de raios X quando o espaço entre as superfícies dos rtomos é aproximadamente da mesma magnitude que a longitude de onda da radiação utilizada e, ainda, quando existe uma distribuição regular dos planos de dispersão.

Para que haja uma interferência construtiva das ondas espalhadas, é necessrrio que se obedeça a Lei de Bragg. Essa lei determina que, quando um feixe de raios X atinge a superfície de um cristal em um ângulo θ, uma parte é espalhada pela camada dos rtomos na superfície. A porção do feixe não espalhada penetra a segunda camada de rtomos, em que novamente uma fração é espalhada e o restante passa para a terceira camada, como mostra a Figura 2.12. O efeito cumulativo desse espalhamento pelos centros regularmente espaçados no cristal é a difração do feixe da mesma maneira que a radiação visível é difratada por uma rede de reflexão. As condições necessrrias para a difração de raios X são: (1) o espaçamento entre as camadas de rtomos deve ser aproximadamente o mesmo que o comprimento de onda da radiação e (2) os centros espalhadores devem estar espacialmente distribuídos em um arranjo altamente regular (Castro, 2009).

Figura 2.12 – Esquema representativo para formulação da Lei de Bragg

A Lei de Bragg determinou a seguinte Equação (19):

Equação (19)

Onde n é um número inteiro, λ é a longitude de onda do feixe de raios X utilizado, d é a separação entre os planos do cristal e θ é o ângulo de incidência dos raios X. A identificação das espécies a partir do difratograma resultante se baseia na posição das linhas de difração e em suas intensidades relativas.

A largura dos picos de difração de raios X depende da cristalinidade do material e do tamanho dos cristais. À medida que o tamanho médio dos cristais cresce, a extensão angular do pico diminui. É possível quantificar o tamanho médio dos cristais presentes em uma amostra medindo a largura de um dado pico a meia altura (FWHM) a partir do difratograma do pó e aplicando a equação de Scherrer (20).

Equação (20)

Assim, β é a largura do pico selecionado (normalmente o de maior intensidade) e pode ser calculado através da equação β2= B2– b2, em que B é a largura experimental (FWHM) e b é uma correção devido ao equipamento utilizado; K é um fator de forma de cristal (0,7 – 1,7, normalmente = 0,9); λ é o comprimento de onda correspondente; e θ é o ângulo de Bragg do

pico considerado. O valor da correção b acima citada estr relacionado com a largura mínima do pico que cada difratômetro fornece. Esse valor é obtido empregando se um monocristal, normalmente de alumínio, no lugar da amostra e registrando o difratograma (Albuquerque, 2008).

2.4.2.3 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

O desenvolvimento de novos materiais tem exigido um número de informações bastante detalhado das características microestruturais, somente possível de ser observado através de um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). O MEV promove informações morfológicas e topogrrficas sobre as superfícies dos sólidos, as quais são geralmente necessrrias para a sua interpretação.

Na microscopia eletrônica de varredura, a superfície de uma amostra sólida é varrida com um padrão de rastreamento produzido com um feixe de elétrons energéticos finamente focalizados. O rastreamento é um padrão de varredura semelhante ao usado em tubos de raios catódicos ou em televisão, no qual um feixe de elétrons é deslocado sobre uma superfície em linha reta (direção x), retornando à posição inicial e deslocando se para baixo (direção y) com um incremento padrão. Esse processo é repetido até que uma rrea desejada da superfície tenha sido varrida. Durante o processo de varredura, um sinal é recebido acima da superfície (direção z) e armazenado em um computador, no qual ele é finalmente convertido em imagem (Skoog et al., 2006).

2.4.2. 4 Espectroscopia de absorção na região do infravermelho

A absorção de radiações eletromagnéticas por rtomos ou moléculas exige que elas tenham energia apropriada e que haja um mecanismo de interação que permita a transferência de energia. O mecanismo apropriado à excitação vibracional é proporcionado pela variação periódica de dipolos elétricos na molécula durante as vibrações. A transferência de energia ocorre, então, por interação desses dipolos oscilatórios com o campo elétrico oscilatório da luz (radiação infravermelha), desde que a frequência com que ambos variam seja a mesma. A espectroscopia no infravermelho é uma técnica que estuda a interação entre a matéria e uma radiação em comprimentos de onda entre 0,7 e 1000um (radiação infravermelha).

Na Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FT IR), a radiação contendo todos os comprimentos de onda de interesse (400 a 4.000 cm1, por

exemplo) é separada em dois feixes. Um deles permanece fixo e o outro se move com o espelho móvel. Fazendo se variar as distâncias percorridas pelos dois feixes, obtém se uma sequência de interferências construtivas e destrutivas e, consequentemente, variações na intensidade de radiação recebida pelo detector, o chamado interferograma. Uma transformada de Fourier converte o interferograma assim obtido, que estr no domínio do tempo, para a forma mais familiar de um interferograma no domínio de frequências. Passando se a radiação pela amostra, a transformada de Fourier, em posições sucessivas do espelho móvel, dr origem ao espectro completo de infravermelho. Como não se usam monocromadores em instrumentos FTIR, a totalidade da faixa de radiação passa simultaneamente pela amostra com enorme ganho de tempo, permitindo resoluções extremamente altas. Além disso, como os dados sofrem conversão analógico digital, os resultados são manipulados facilmente. O resultado de vrrias varreduras é combinado para diminuir o ruído e espectros excelentes podem ser obtidos com pequena quantidade de amostra (Aliske, 2010).

2.4.2.5 Adsorção de Nitrogênio

Uma das técnicas de caracterização textural baseia se na obtenção da curva isotérmica de adsorção de N2 a 77K ( 196ºC), utilizando para isso a determinação de alguns parâmetros

quantitativos que caracterizam a estrutura porosa de um adsorvente. Um desses parâmetros é a rrea específica ou a rrea de BET e o volume poroso.

O método BET (Brunauer Emmet Teller) consiste na adsorção física de um grs inerte (nesse caso, o N2) a baixas temperaturas. Desse modo, obtém se, através da isotérmica de

BET, a rrea superficial específica do catalisador, que é uma informação importante no que se refere à sua atividade e à sua seletividade, ou do suporte, obtendo se, assim, a rrea acessível à impregnação dos sais precursores. A aplicação da equação de Brunauer Emmett Teller (BET) é muito comum para a anrlise isotérmica de sólidos mesoporosos, como é o caso do Al MCM 41 e Al SBA 15, permitindo a determinação da rrea superficial, ABET (Machado,

2010).

Para determinação da distribuição e do volume mesoporoso, um método bastante utilizado foi proposto por Barret, Joiyner e Halenda, conhecido por BJH, conforme descrito em Barret et al. (1953). Esse método é amplamente utilizado e pode ser encontrado comercialmente nos softwares de tratamento de dados em muitos equipamentos de levantamento de isotermas de adsorção sob a norma ASTM D 4481/87.