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Type: Tese
Issue Date: 10-Jan-2019
Authors: MARTINS, Marcelo Gonçalves
First Advisor: CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus
Title: Propriedades Térmicas do (Bio)Butanol e a Fotocatálise do Grafeno com Trifenilamina Dopado com Metais para Geração de H2
Other Titles: Thermal properties of (bio) butanol and the photocatalysis of different trifenylamine graffin with metals for H2 generation
Citation: MARTINS, Marcelo Gonçalves. Propriedades Térmicas do (Bio)Butanol e a Fotocatálise do Grafeno com Trifenilamina Dopado com Metais para Geração de H2: abordagem Via Teoria Funcional de Densidade. 2019. 52 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2019. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia. Disponível em: <http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10568>. Acesso em:.
Resumo: Neste estudo inestigou-se teoricamente as propriedades ópticas e as estruturas eletrônicas da G-TPA dopada com metais de transição, utilizando água como solvente, a fim de avaliar a eficiência na produção de hidrogênio fotocatalítico, para isso, utilizou-se a DFT, aplicada no software Gaussian 09W, utilizando-se o funcional B3LYP para todas as estruturas, e a base 6-31g(d) para os átomos H, C e N, e a base LANL2DZ, aplicando o método de potenciais efetivos do núcleo, para os metais de transição (Ni, Pt, Pd, Fe, Os). Através da DOS de cada estrutura observou-se um aumento de estados acessíveis na camada de valência, além da diminuição do gap para todas as dopagens e para a estrutura com dois e três radicais da Trifenilamina. Através do espectro de absorção UV-vis, observa-se que houve uma melhora de absorção na faixa de 490 nm até 615 nm. Outra análise realizada, no sentido de geração de energia, foi avaliação do potencial termodinâmico das propriedades do butanol, como combustível complementar ou substituto dos combustíveis convencionais. Para isso, utilizou-se novamente o software Gaussian09W aliada ao DFT, porém combinado aos funcionais, híbrido B3LYP com o conjunto de bases 6-311++G(d,p) e 6-31+G(d), G3 e G4, além dos compostos CBS/QB3. Realizou-se as simulações e encontrou-se as propriedades termodinâmicas, tais como: o calor específico molar a pressão constante, a entalpia de formação e a entropia. Todas as propriedades foram obtidas entre as temperaturas 100K - 1500K e pressão constante de 1atm, além disso foram obtida as entalpias de combustão dos isômeros do butanol, ainda foram propostas várias misturas ternárias onde foi possível comparar as variações de entalpia entre os combustíveis: gasolina, etanol e n-butanol.
Abstract: In this study, the optical properties and electronic structures of the transition metal-doped G-TPA using water as solvent were theoretically investigated in order to evaluate the efficiency in the production of photocatalytic hydrogen. in the Gaussian 09W software, using the B3LYP functional for all structures, and the base 6-31g (d) for the H, C and N atoms, and the LANL2DZ base, applying the effective potentials method for the transition metals (Ni, Pt, Pd, Fe, Os). Through the DOS of each structure an increase of accessible states in the valence layer was observed, as well as the decrease of the gap for all doping and for the structure with two and three radicals of triphenylamine. Through the UV-vis absorption spectrum, there was an improvement in absorption in the range of 490 nm to 615 nm. Another analysis carried out in the sense of energy generation was the evaluation of the thermodynamic potential of the butanol properties as complementary fuel or substitute for conventional fuels. For this, the Gaussian09W allied to the DFT was used again, but combined with the functional ones, hybrid B3LYP with the base set 6-311 ++ G (d, p) and 6-31 + G (d), G3 and G4 , in addition to the CBS / QB3 compounds. The simulations were carried out and the thermodynamic properties were found, such as: the specific molar heat at constant pressure, the enthalpy of formation and the entropy. All the properties were obtained between the temperatures 100K - 1500K and constant pressure of 1atm, in addition the enthalpies of combustion of the butanol isomers were obtained, several ternary mixtures were also proposed where it was possible to compare the enthalpy variations between the fuels: gasoline, ethanol and n-butanol.
Keywords: Energia
Biocombustiveis
Biomassa
Gás natural
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::APROVEITAMENTO DA ENERGIA
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Tecnologia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Source: 1 CD-ROM
Appears in Collections:Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

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