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http://hdl.handle.net/1843/38565
Type: | Dissertação |
Title: | Estudo cinético do comportamento térmico do oxicarbonato de nióbio obtido por síntese solvotérmica assistida por micro-ondas. |
Authors: | Tiago Henrique Silva Madalena |
First Advisor: | Luciano Andrey Montoro |
First Referee: | Arilza de Oliveira Porto |
Second Referee: | Wagner da Nova Mussel |
Abstract: | Neste trabalho foi desenvolvido um estudo cinético do comportamento térmico de um oxicarbonato de nióbio, Nb2O4CO3.H2O. Um material inédito recentemente obtido no Departamento de Química da UFMG. Este material foi preparado por síntese solvotérmica assistida por micro-ondas e se apresenta na forma de nanocristais com hábito cristalino bem definido e com tamanho entre 200 – 500 nm. Estudos de decomposição térmica deste novo material mostraram um processo em múltiplas etapas, com transições para uma fase amorfa e posteriormente o T-Nb2O5, envolvendo liberação de gases como produtos (H2O, CO e CO2) e absorção de CO2. Um estudo cinético do comportamento térmico em condição isoconversional foi utilizado para um melhor entendimento deste novo material e das reações envolvidas na sua decomposição. A metodologia de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) foi utilizada para se obter os valores de energia de ativação e do fator pré exponencial associados a constante cinética de diferentes etapas do processo de decomposição. O ajuste destes dados experimentais a partir de diferentes modelos cinéticos não foi adequado devido à complexidade da decomposição do oxicarbonato de nióbio. Para a análise deste mecanismo utilizou-se uma abordagem teórica que envolve o uso de uma Rede Neural MLP (neural multilayer perceptron). Esta rede permite o uso simultâneo e combinado de diferentes modelos para um melhor ajuste e entendimento da cinética de decomposição. Para os diferentes eventos observados ao longo do processo, a cinética pôde ser descrita por modelos de primeira ordem, difusão tridimensional e contração do sistema. |
Abstract: | In this work it was performed a kinetic study of the thermal behavior of a niobium oxycarbonate, Nb2O4CO3.H2O. This compound is a new and original material recently obtained at the Department of Chemistry / UFMG. This oxycarbonate was prepared from a microwave-assisted solvothermal method, resulting nanocrystals with a well-defined crystalline habit and particle size ranging from 200 to 500 nm. This new material decomposes from a multi-step process with an intermediate amorphous phase, resulting in crystalline T-Nb2O5 with concomitant gas production (H2O, CO and CO2) and CO2 absorption. An isoconversional kinetic analysis was used to study these complex decomposition events. The Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) methodology was used to accurately obtain the activation energy and the pre-exponential factor values associated to the kinetic constants. Different kinetic models were used for a mathematical description of these data. However, single kinetic models were not adequate to describe these complex decomposition events. An accurate analysis was performed from a new theoretical approach based on the construction of a multilayer perceptron neural network (MLP). This neural network uses the different kinetic models in a combined and simultaneous modeling for an accurate analysis of such thermal decomposition events. These different decomposition events where successfully described by a combination of first-order kinetic model with 3D diffusion and geometrical contraction models. |
Subject: | Físico-química Compostos de nióbio Síntese Cinética química Decomposição química Redes neurais (Computação) Microondas Análise térmica Nióbio |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/38565 |
Issue Date: | 9-Sep-2021 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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