Desenvolvimento de xerogéis de carbono magnéticos para o processo de oxidação catalítica com peróxido de hidrogénio

• Type: Article in International Conference Proceedings Book
• Date: 2016

Authors

Ribeiro, Rui (Author) Other; Silva, Adrian (Author) FEUP; Figueiredo, José (Author) Other; Faria, Joaquim (Author) Other; Gomes, Helder (Author) Other

Conference proceedings International

Title: XXV Congreso Iberoamericano de Catálisis

Other information

Authenticus ID: P-011-1X1

Abstract (EN): Neste trabalho é apresentada uma nova metodologia para a preparação de xerogéis de carbono magnéticos. Como demonstrado através da caraterização efetuada, foi possível obter materiais com propriedades bastante distintas apenas por inclusão de precursores de ferro e/ou cobalto durante a reação de policondensação sol-gel entre o resorcinol e o formaldeído, seguida da redução térmica a 800 oC em atmosfera de N2. Tendo em conta o desempenho dos materiais desenvolvidos na oxidação catalítica com peróxido de hidrogénio (CWPO) de soluções concentradas (5 g L-1) de 4-nitrofenol (4-NP) foi demonstrado um importante efeito sinérgico entre as duas fases sólidas decorrente da incorporação dos metais nos xerogéis de carbono. Concretamente, conseguiu-se uma remoção completa de 4-NP em apenas 1 h de reação na presença de xerogel de carbono com ferro e cobalto incorporados na sua estrutura (CX/CoFe), para soluções contendo [4-NP]0 = 5 g L-1, [H2O2]0 = 17.8 g L-1 (estequiométrica), t = 50 oC, pH = 3 e na presença de 2.5 g L¿1 de CX/CoFe (correspondendo a uma razão mássica poluente/catalisador de 2). Os resultados apresentados podem abrir caminho ao desenvolvimento de materiais com elevados desempenhos noutras aplicações catalíticas, para além dos processos de CWPO.;A new method for the preparation of magnetic carbon xerogels is presented in this work. As shown from the characterization performed, it was possible to obtain materials with very different properties just by inclusion of iron and/or cobalt precursors during the sol-gel polycondensation of resorcinol and formaldehyde, followed by thermal reduction at 800 oC under N2 atmosphere. Taking into account the performance of the developed materials in the catalytic wet peroxide oxidation (CWPO) of highly concentrated 4-nitrophenol solutions (4-NP, 5 g L-1), an important synergistic effect between phases was shown to arise from the inclusion of metals in the carbon xerogels. Specifically, complete 4-NP removal was obtained in only 1 h of reaction in the presence of the magnetic carbon xerogel with iron and cobalt embedded in its structure (CX/CoFe), with [4-NP]0 = 5 g L-1, [H2O2]0 = 17.8 g L-1 (stoichiometric), T = 50 oC, pH = 3, in the presence of 2.5 g L¿1 CX/CoFe (corresponding to a pollutant/catalyst mass ratio of 2). The results shown may open future prospects for the development of materials with high performances in other catalytic applications, in addition to the CWPO processes.

Language: English

Type (Professor's evaluation): Scientific