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dc.creatorLacerda, Lívia Clara Tavares-
dc.date.accessioned2020-07-22T12:01:03Z-
dc.date.available2020-07-22T12:01:03Z-
dc.date.issued2020-07-22-
dc.date.submitted2020-06-29-
dc.identifier.citationLACERDA, L. C. T. Investigação teórica do bulk e da superfície da δ-FeOOH dopada com Nb como potencial catalisador bifuncional. 2020. 86 p. Tese (Doutorado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/42065-
dc.description.abstractThe development of bifunctional catalysts has drawn the attention of researchers in recent years. The use of these materials can transform the mechanisms of various industrial processes, improving the production of inputs of great importance. Recent studies look for the highly efficient materials, constituting of abundant transition metals, to replace the noble metal-based ones. In this work was investigated the properties of ferroxyhyte (δ-FeOOH), pure and doped with niobium, Nb, through computational calculations of periodic systems, especially addressing the characteristics responsible for the bifunctional activity of these catalysts. Bulk and surface of materials calculations based on the Density Functional Theory, DFT, were performed, also using the Projector Augmented Wave approach, PAW. The δ-FeOOH structure was optimized considering the effects of van der Waals interactions, vdW, on the total energy of the DFT calculation, and the Hubbard correction, DFT+U. The calculated structural parameters are in good agreement with experimental data. The value of U for the iron atom in the structure of δ-FeOOH, was determined for the first time, in this study. The use of U = 4.9eV provided results with greater proximity to the experimental value of δ-FeOOH band gap (2.2 eV). The results also showed that the formation the Nb-doped bulk oxyhydroxide is thermodynamically stable and that the insertion of the dopant leads to the formation of stronger vdW interactions between the layers of the δ-FeOOH bulk, which can increase the thermal stability of the catalyst. In addition, characteristics that lead to the improvement of the bifunctional activity and other catalytic properties of feroxyhyte as a result of doping with Nb were evidenced. The Nb incorporation in the more stable surface model of δ-FeOOH was even more favorable than in bulk, suggesting that new surface active sites can be formed with doping. The results of the structural and electronic properties study of the doped δ-FeOOH surface, indicated that the presence of Nb increases Brønsted acidity and create new Lewis acid sites on the catalyst surface, which can enhance the bifunctional efficiency of the material.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.subjectCatálise heterogêneapt_BR
dc.subjectCatalisadores bifuncionaispt_BR
dc.subjectFerroxitapt_BR
dc.subjectNióbiopt_BR
dc.subjectDensity functional theorypt_BR
dc.subjectHeterogeneous Catalysispt_BR
dc.subjectBifunctional catalystspt_BR
dc.subjectFeroxyhytept_BR
dc.subjectNiobiumpt_BR
dc.titleInvestigação teórica do bulk e da superfície da δ-FeOOH dopada com Nb como potencial catalisador bifuncionalpt_BR
dc.title.alternativeBulk and surface theoretical investigation of Nb-doped δ-FeOOH as a promising bifunctional catalystpt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agroquímicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Ramalho, Teodorico de Castro-
dc.contributor.referee1Leal Neto, Jonas-
dc.contributor.referee2Nogueira, Francisco Guilherme Esteves-
dc.contributor.referee3Oliveira, Igor Saulo Santos de-
dc.contributor.referee4Mancini, Daiana Teixeira-
dc.description.resumoO desenvolvimento de catalisadores bifuncionais tem despertado o interesse dos pesquisadores nos últimos anos. A utilização desses materiais pode modificar os mecanismos de vários processos industriais, aperfeiçoando a produção de insumos de grande importância. Estudos recentes buscam por materiais constituídos de metais de transição abundantes na Terra, para substituir os baseados em metais nobres. Neste trabalho, investigou-se, por meio de cálculos computacionais de sistemas periódicos, as propriedades da ferroxita (δ-FeOOH) pura e dopada com nióbio (Nb) abordando, especialmente, as características responsáveis pela atividade bifuncional destes catalisadores. Foram realizados cálculos de bulk e de superfície dos materiais, baseando-se na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) e empregando-se a abordagem Projetor Augmented Wave (PAW). A estrutura da δ-FeOOH foi otimizada considerando-se os efeitos das interações de van der Waals, (vdW) na energia total do cálculo da DFT, e a correção de Hubbard (DFT+U). Os parâmetros estruturais calculados possuem boa concordância com dados experimentais. Determinou-se o valor de U para o átomo de ferro na estrutura da δ-FeOOH, grandeza ainda não descrita na literatura. A utilização de U= 4,9 eV forneceu resultados com maior proximidade ao valor experimental de band gap da δ-FeOOH, igual a 2,2 eV. Os resultados também mostraram que a formação do bulk do oxihidróxido dopado com Nb é termodinamicamente estável e que a inserção do dopante leva formação de interações de vdW mais fortes entre as camadas do bulk da δ-FeOOH, o que pode aumentar a estabilidade térmica do catalisador. Além disso, características que levam ao aprimoramento da atividade bifuncional e de outras propriedades catalíticas da ferroxita, como resultado da dopagem com Nb, foram evidenciadas. A incorporação do átomo de Nb, no modelo de superfície mais estável da δ-FeOOH, mostrou-se ainda mais favorável do que no bulk, sugerindo que novos sítios ativos superficiais podem ser formados com a dopagem. Os resultados do estudo das propriedades estruturais e eletrônicas da superfície da δ-FeOOH dopada indicaram que a presença do Nb aumenta a acidez de Brønsted e origina novos sítios ácidos de Lewis na superfície do catalisador, os quais podem elevar a eficiência bifuncional do material.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.subject.cnpqQuímicapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3004268578596784pt_BR
Aparece nas coleções:Agroquímica - Doutorado (Teses)



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