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http://hdl.handle.net/1843/52754
Tipo: | Dissertação |
Título: | Obtaining Al-Cu-Fe particles with a Cu-rich skeletal surface for catalytical applications |
Título(s) alternativo(s): | Fabricação de partículas de Al-Cu-Fe com uma superfície esqueletal rica em cobre para aplicações catalíticas |
Autor(es): | Victor Cagnoni Jakitsch |
Primeiro Orientador: | Witor Wolf |
Primeiro Coorientador: | Eduardo Henrique Martins Nunes |
Primeiro membro da banca : | Breno Rocha Barrioni |
Segundo membro da banca: | Claudemiro Bolfarini |
Resumo: | A expansão do horizonte de compreensão dos quasicristais depende, não apenas de seu estudo cristalográfico e físico, mas também de suas aplicações. Após as últimas décadas de investigação de diferentes propriedades e possíveis aplicações dos quasicristais, este estudo utilizou um pó de liga quasicristalina do sistema Al-Fe-Cu como catalisador para a degradação da tintura orgânica, Vermelho Congo. A ausência de estudos que avaliem profundamente estas propriedades, juntamente com a premente questão ambiental do controle de poluentes da água, fazem deste material uma alternativa para realizar a remoção deste tipo de substâncias de efluentes industriais. Neste estudo, uma liga Al62.5Cu25Fe12.5 (%at.) foi fabricada por atomização a gás, seguindo um procedimento de lixiviação do pó à base de quasicristal numa solução alcalina com o objetivo de remover átomos de alumínio da superfície, expondo as partículas ricas em cobre. As partículas ricas em cobre micro e nanométricas são as responsáveis pelo efeito catalítico nestas reações. O pó atomizado e lixiviado teve sua microestrutura caracterizada utilizando diversas técnicas. A decomposição do vermelho Congo, devido à presença das partículas lixiviadas, foi monitorada por Espectroscopia Ultravioleta. Os resultados indicam que a microestrutura Al62.5Cu25Fe12.5, composta inicialmente por quasicristais icosaédricos e as fases τ-AlCu(Fe), desenvolveu uma estrutura esquelética onde a maioria dos quasicristais da superfície da partícula foi removida enquanto que a fase τ-AlCu(Fe) foi preservada em sua maioria como foi encontrada nas partículas atomizadas. A presença desta fase na superfície da partícula, forneceu locais ideais para que as moléculas de Vermelho Congo interagissem com a fase rica em Cu. Palavras-chave: Quasicristais; Catálise; Vermelho Congo. |
Abstract: | The expansion of the understanding horizon of quasicrystals relies, not only in its crystallographic and physical study, but also its applications. Following the last decades of investigation of different properties and possible applications of quasicrystals, this study used a quasicrystalline alloy powder of the Al-Fe-Cu system as catalyst for the degradation of the organic dye, Congo Red. The absence of studies that deeply evaluate these properties, alongside the pressing environmental issue of water pollutant control, make this material an alternative to perform the removal of these type of substances from industrial effluents. In this study, an Al62.5Cu25Fe12.5 (%at.) alloy was fabricated by gas-atomization, following a leaching procedure of the quasicrystal-based powder in an alkaline solution aiming to remove aluminium atoms from the surface, exposing the Cu-rich phase. The micro and nanometric Cu-rich particles are the ones responsible for the catalytic effect in theses reactions. The gas-atomized and leached powder were microstructurally characterized using several techniques. The Congo Red decomposition, due to the presence of the leached particles was monitored by Ultraviolet Spectroscopy. The results indicate that the Al62.5Cu25Fe12.5 microstructure, composed initially by icosahedral quasicrystals and the τ-AlCu(Fe) phases, developed a skeletal structure where most of the quasicrystals from the particle´s surface were removed while the τ -AlCu(Fe) phase was mostly preserved as it was found in the atomized particles. The presence of this phase at the particle´s surface, provided optimal locations for the Congo Red molecules to interact with the Cu rich phase. |
Assunto: | Engenharia metalúrgica Metalurgia física Catálise Quase-cristais |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/52754 |
Data do documento: | 13-Out-2022 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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