Benzene, toluene and xylene (BTX) are a particular class of volatile organic compounds, which are highly toxic pollutants. In this study, samples of gallium-containing mesoporous silica (MS-Ga7% and MS-Ga11%) were synthesized and their catalytic activity in the oxidation of BTX was investigated. The physicochemical characterization shows that the inclusion of gallium in the mesoporous silica structure leads to an increase in the number of oxygen vacancies in the structure of the MS-Ga system, which can result in an increase in the total and surface oxygen mobility. The results show the highest conversion for benzene (65%), with > 40% for toluene and > 28% for o-xylene. The high catalytic activity observed was attributed to a combination of several factors including a higher number of active sites (gallium and gallium oxide) being exposed, with a greater mobility of the active oxygen species on the surface of the catalyst promoting the catalytic activity.

Neste estudo foi preparado um catalisador à base de WO3 para investigar a atividade catalítica na oxidação total de compostos orgânicos voláteis conhecidos como benzeno, tolueno e xileno (BTX). Para uma faixa de temperaturas baixas (50-450 ºC) os únicos produtos de reação foram CO2 e H2O. Os resultados de caracterização para o catalisador sugerem que a elevada atividade catalítica pode ser atribuída aos efeitos de interação forte do metal, o que é possivelmente originada a partir da pequena diferença entre o parâmetro de rede e os planos (111), (020) e (002), assim como a presença de espécies W4+, W5+ e W6+ sobre a superfície do catalisador, que reagem com espécies de oxigênio ativo.

In this study we prepared a WO3-based catalyst to investigate its catalytic activity in the total oxidation of the volatile organic compounds known as benzene, toluene and xylene (BTX). For a range of low temperatures (50-450ºC) the only reaction products were CO2 and H2O. The results for the catalyst characterization suggested that the high catalytic activity could be attributed to the effects of a strong metal interaction, which is possibly originated from the small lattice parameter difference between the (111), (020) and (002) lattice planes and the presence of W4+, W5+ and W6+ species on the surface of the catalyst which react with active oxygen species.

O objetivo deste estudo foi reduzir a emissão de compostos orgânicos como BTX (benzeno, tolueno e xilenos), devido à sua toxicidade e efeitos adversos ao meio ambiente. Neste sentido, os catalisadores (SiO2(1-x)Cu x) foram desenvolvidos para apresentar elevada atividade catalítica na conversão de BTX em CO2 e H2O sem a necessidade do uso de solventes e materiais prejudiciais ao meio ambiente, com baixo custo de produção e excelente reprodutibilidade. O Cu foi impregnado (2,99; 5,01; 10,01 e 19,97%) em suportes (SiO2) por impregnação úmida a partir de nitrato de cobre(II). O estudo foi realizado na faixa de temperatura de 50-350 ºC. Os catalisadores descritos nesse artigo apresentam elevada atividade catalítica na oxidação total de BTX. A conversão de benzeno neste estudo excedeu 85% a 150 ºC.

The aim of this study was to reduce the emissions of organic compounds, such as BTX (benzene, toluene and xylenes), due to their toxicity and adverse effects on the environment. In this regard, catalysts (SiO2(1-x)Cu x) were developed which exhibit high catalytic activity for converting BTX compounds to CO2 and H2O, and which do not require the use of solvents and materials detrimental to the environment, with low production cost and good reproducibility. Cu (from copper(II) nitrate) was loaded (2.99; 5.01; 10.01 and 19.97 wt.%) onto supports (SiO2) by wet impregnation. The study was carried out within the temperature range of 50-350 ºC. The catalysts described in this paper have high catalytic activity in the total oxidation of BTX. The conversion of benzene in this study exceeded 85% at 150 ºC.

Pb/Ti, Sn and Mg-based nanocomposite materials were prepared by the high-energy mechanical milling of commercial powders. The surface of these ceramic compounds was strongly influenced by the doping, diameter of the milling spheres and time of the mechanical milling (amorphization process). Such milling leads to the formation of nanocrystalline materials. The mechanical processing parameters of these compounds were investigated through Brunauer, Emmett and Teller isotherms, wide angle X-ray diffraction, transmission electron microscopy and CO2 adsorption.

Neste trabalho foi investigada a preparação de carbonos ativados através da pirólise de composições elastoméricas provenientes de resíduos de bandas de rodagem de pneus de automóveis. O material foi processado nas temperaturas de 500, 620 e 700 °C, em atmosfera de N2, utilizando-se o hidróxido de potássio como agente ativador. Os produtos resultantes foram caracterizados pela fisisorção de N2 a 77 K, através de isotermas de Brunauer, Emmet e Teller e por microscopia eletrônica de varredura. Esses carbonos ativados apresentam estruturas típicas de sólidos mesoporosos e a temperatura de pirólise tem grande influência na área específica e distribuição de volume de poros. O carbono ativado obtido a 700 °C apresentou maior área específica e estrutura porosa compacta. Esse material apresenta melhor desempenho frente à adsorção de azul de metileno, removendo até 1,0 x 10-1 g de corante por grama de carbono utilizado, em tempos inferiores a 300 s.

In this work, the preparation of activated carbons through the pyrolysis of elastomers, arising from car threads of tire waste, was investigated. The material was processed at 500, 620 and 700 °C, under N2 atmosphere, by using potassium hydroxide as activating agent. The resulting products were characterized by physisorption of N2 at 77 K, through Brunauer, Emmet and Teller isotherms, and scanning electron microscopy. The carbons obtained display a characteristic structure of mesoporous materials and the pyrolysis temperature has strong influence on the specific area and porous volume distribution. The activated carbon obtained at 700 °C has high specific area and compact structure. It exhibited high performance for adsorption of methylene blue solution, removing 1.1 x 10-1 g of the dye per gram of carbon in less than 300 s.

Neste trabalho é apresentada a reação de condensação aldólica entre metanol e acetona promovida por nanopartículas de dióxido de estanho, não dopadas e dopadas com as terras raras Ce e Y. Diversas condições de relação molar metanol/acetona foram avaliadas, objetivando a obtenção com elevada seletividade do composto a, b-insaturado, metil vinil cetona. As nanopartículas foram preparadas empregando-se o método dos precursores poliméricos. As amostras foram caracterizadas por meio de adsorção de N2 para determinação de área superficial específica (BET), difração de raios X (DRX), adsorção química de CO2, espectroscopia de fotoelétrons (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). O comportamento catalítico observado para as amostras de SnO2 sugere que a relação molar metanol/acetona e a dopagem com as terras raras desempenham um papel importante na atividade catalítica do material e na seletividade aos produtos reacionais. Os resultados de DRX e XPS apontam para a formação de uma camada de segregação, para as amostras dopadas, devido ao tratamento térmico imposto. Essa camada de segregação afeta diretamente o comportamento catalítico do material frente à reação de condensação.

Aldol condensation between methanol and acetone, catalyzed by undoped and rare earths (Ce and Y) doped tin oxide nanoparticles is presented. Several methanol/acetone molar ratio conditions were evaluated aiming to produce methyl vinyl ketone as the main product. The undoped and doped ultrafine nanoparticles of tin oxide were prepared using the polymeric precursor method. The characterization was carried out by means of N2 adsorption (BET), X-ray diffraction (XRD), CO2 chemisorption, X-ray photoemission spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM). The catalytic behavior observed for SnO2 samples suggests that the methanol/acetone molar ratio and Ce and Y doping play an important role in the catalytic activity and in the product selectivity. The results from XRD and XPS pointed to the de-mixing process for the doped samples, due to the heat-treatment. This segregation layer contributes to the observed change in the catalytic behavior.