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dc.contributor.advisor1Leitão, Alexandre Amaral-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9903193115688735pt_BR
dc.contributor.referee1Abreu, Heitor Avelino de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3969217191687452pt_BR
dc.contributor.referee2Andrade, Gustavo Fernandes Souza-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3451466269572749pt_BR
dc.creatorMarques, Amanda Cota-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0819581852906592pt_BR
dc.date.accessioned2024-07-26T17:40:26Z-
dc.date.available2024-07-25-
dc.date.available2024-07-26T17:40:26Z-
dc.date.issued2024-02-20-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16976-
dc.description.abstractFirst principles calculations on periodic boundary conditions based on Density Functional Theory (DFT) were performed to investigate the adsorption of water, ethanol, carbon dioxide and sulfur compounds (H2S, COS, EtSH, Met-S -Et, DMDS, Et-S-S-Et) in the CuCl2@UiO-66(Zr) system. Firstly, the preferential position of a copper chloride fragment in the structure of the UiO-66(Zr) MOF was evaluated, where the model selected for the structure doped with the fragment showed good agreement with experimental parameters of the MOF. Electronic structure calculations (charge density difference, Bader charges, pDOS, band structure) were performed in order to evaluate the material properties and assist in choosing sites for the adsorption of molecules in the structure cavities. For the calculations, the GGA-PBE functional and the Grimme DFT-D3 correction were used. This last variable is an essential tool for describing dispersion interactions, as is the case of molecules adsorbed on porous materials. The copper atom has strongly correlated d electrons, and therefore, a methodological study of incorporating the Hubbard correction was also implemented. The investigation of structural and electronic properties showed that the use of the correction did not significantly alter the results of the calculations, and as a result, the Hubbard correction was not used in the study of adsorbate-adsorbent interactions. The adsorption energies of the molecules in the UiO-66(Zr) MOF and in the CuCl2@UiO-66(Zr) system were calculated considering the molecules in the gaseous state. It was possible to determine the order of selectivity for the two materials based on the calculated adsorption energies, where a considerable improvement in the adsorption energies of all molecules studied was observed with the presence of the copper chloride fragment in the MOF. The results indicate that both UiO-66(Zr) and the CuCl2@UiO66(Zr) system can be used as potential selective adsorbents for the sulfur compounds DMDS, Et-S-S-Et, and Met-S-Et in the presence of CO2 and water vapor, with the structure doped with the copper chloride fragment showing more favorable adsorption energies.pt_BR
dc.description.resumoCálculos de primeiros princípios em condições de contorno periódicas baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) foram realizados para investigar a adsorção de água, etanol, dióxido de carbono e de compostos sulfurados (H2S, COS, EtSH, Et-S-Met, DMDS, Et-S-S-Et) no sistema CuCl2@UiO-66(Zr). Primeiramente, a posição preferencial de um fragmento de cloreto de cobre na estrutura da MOF UiO-66(Zr) foi avaliada, onde o modelo selecionado para a estrutura dopada com o fragmento mostrou boa concordância com parâmetros experimentais da MOF. Cálculos de estrutura eletrônica (diferença de densidade de carga, cargas de Bader, pDOS, estrutura de bandas) foram realizados a fim de avaliar propriedades do material e auxiliar na escolha de sítios para a adsorção das moléculas nas cavidades da estrutura. Para os cálculos, foi utilizado o funcional PBE-GGA e a correção de Grimme DFT-D3. Essa variável é uma ferramenta essencial para a descrição de interações de dispersão, como é o caso de moléculas adsorvidas em materiais porosos. O átomo de cobre apresenta elétrons d fortemente correlacionados, e por isso, um estudo metodológico da incorporação da correção de Hubbard também foi implementado. A investigação das propriedades estruturais e eletrônicas evidenciaram que o uso da correção não alterou de forma significativa os resultados dos cálculos, e portanto, a correção de Hubbard não foi utilizada no estudo das interações adsorvato-adsorvente. As energias de adsorção das moléculas na MOF UiO-66(Zr) e no sistema CuCl2@UiO-66(Zr) foram calculadas considerando-se as moléculas no estado gasoso. Foi possível determinar a ordem de seletividade para os dois materiais baseando-se nos valores das energias, onde foi observada uma melhora considerável das energias de adsorção de todas as moléculas estudadas com a presença do fragmento de cloreto de cobre na MOF. Os resultados indicam que tanto a UiO-66(Zr) quanto o sistema CuCl2@UiO-66(Zr) podem ser utilizados como potenciais adsorventes seletivos dos compostos sulfurados DMDS, Et-S-S-Et, e Et-S-Met na presença de CO2 e vapor d’água, sendo que a estrutura dopada com o fragmento de cloreto de cobre apresentou energias de adsorção mais favoráveis.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICE – Instituto de Ciências Exataspt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectMOFpt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectTeoria do funcional da densidadept_BR
dc.subjectAdsorptionpt_BR
dc.subjectDensity functional theorypt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleAvaliação da estrutura e adsorção de espécies sulfuradas no sistema CuCl2@UiO-66(Zr)pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
Appears in Collections:Mestrado em Química (Dissertações)



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