Novembro 2015 vol. 3 num. 1 - 5º Encontro Regional de Química & 4º Encontro Nacional de Química

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Síntese e caracterização de materiais do tipo MCM-41sulfatada

Synthesis and characterization of sulfated MCM-41 materials

PEREIRA, Kleberson Ricardo de Oliveira ; JÚNIOR, Adalício Uzêda Antunes ; CARVALHO, Maria Wilma Nunes Cordeiro ; SILVA, Adriano Sant’Ana ;

Completo:

Os processos químicos consistem na transformação de matérias primas em produtos por meio de reações químicas. Reações em processos industriais necessitam ter elevada eficiência, rápido processamento e boa qualidade, o que pode ser alcançado através do uso de catalisadores. Devido aos problemas ambientais, a catálise mostra-se como alternativa promissora em promover vias sustentáveis de produção e, configura-se como fundamental para a melhoria de processos químicos. De forma geral, as reações catalíticas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas. O uso de catalisadores heterogêneos ganha destaque devido à possibilidade de redução de impactos ambientais e aumento da eficiência de processos. Visando a substituição de catalisadores homogêneos, o emprego de catalisadores sólidos vem sendo difundida cada vez mais no meio científico. Catalisadores heterogêneos mesoporosos, como Mobil Compositionof Matter-41 (MCM-41), vem sendo estudados por diversos pesquisadores na aplicação em reações envolvendo macromoléculas. As principais vantagens do uso dessa peneira molecular mesoporosa são: elevada área superficial, elevado diâmetro de poro e volume poroso e boa estabilidade térmica. A MCM-41 é um material inativo cataliticamente ou pode apresentar sítios ácidos muito fracos, estes materiais mesoporosos, por sua vez podem ter sua superfície modificada mediante a incorporação de uma fase ativa. Dentre as quais se destacam a adição de heteroátomos para geração de sítios ácidos e o íon sulfato o qual confere ao material a característica de superácido. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar a síntese e caracterização do suporte MCM-41 e dos catalisadores ZrO2-MCM-41 e SO42--ZrO2-MCM-41. Os catalisadores foram sintetizados pelo método de incorporação por mistura física do óxido com concentração de 5 % de ZrO2 em relação mássica e em seguida caracterizados por DRX, EDX e MEV. Os resultados sugerem que o comportamento característico do material mesoporoso MCM-41 foi alcançado após as sínteses e que os materiais são constituídos basicamente por sílica. Alternativamente, observou-se a presença de compostos derivados de zircônia e enxofre após análise dos catalisadores. Em relação à morfologia, verificou-se que os materiais apresentam formas heterogêneas com presença de aglomerados.

Completo:

Chemical processes consist on the transformation of raw materials into products through chemical reactions. Reactions in industrial processes need to have high efficiency, fast processing and good quality, which can be achieved through the use of catalysts. Due to environmental problems, catalysis shows up as a promisingalternativetopromotesustainablewaysofproductionandappears as fundamental to the improvement of chemical processes. In general, the catalytic reactions can be classified into homogeneous and heterogeneous. The use of heterogeneous catalysts is highlighted because of the possibility of reducing environmental impacts and increasing process efficiency. Aiming to replacing homogeneous catalysts, the use of solid catalysts has been increasingly widespread in scientific circles. Mesoporous heterogeneous catalysts, such as Mobil Composition of Matter-41 (MCM-41), has been studied by many researchers in the application in reactions involving macromolecules. The main advantages of using this mesoporous molecular sieve are: high surface area, high pore diameter and pore volume and good thermal stability. MCM-41 is catalytically inactive material or may present very weak acid sites, these mesoporous materials, in turn may have their surface modified by incorporating an active phase. Among which stand out the addition of heteroatoms to generate acid sites and the sulfate ion which gives the material the characteristic of superacid. Thus, the aim of this study was to evaluate the synthesis and characterization of MCM-41 support and ZrO2-MCM-41 and SO42--ZrO2-MCM-41 catalysts. The catalysts were synthesized by incorporation physical mixture method with a concentration of 5% in mass ratio of ZrO2 and then characterized by XRD, SEM and EDX. The results suggest that the behavior characteristic of mesoporous materials of the MCM-41 was reached after synthesis and the materials are essentially constituted by silica. Alternatively, it was observed the presence of zirconia and sulfur based compounds after analysis of catalysts. In relation to morphology, it was found that the materials exhibit heterogeneous forms with the presence of agglomerates.

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Palavras-chave: Peneiras moleculares; MCM-41; Adsorção; Catálise Heterogênea.,

Palavras-chave: Molecular sieves; MCM-41; adsorption; Heterogeneous catalysis,

DOI: 10.5151/chenpro-5erq-eng20

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Como citar:

PEREIRA, Kleberson Ricardo de Oliveira; JÚNIOR, Adalício Uzêda Antunes; CARVALHO, Maria Wilma Nunes Cordeiro; SILVA, Adriano Sant’Ana; "Síntese e caracterização de materiais do tipo MCM-41sulfatada", p. 1069-1079 . In: Anais do V Encontro Regional de Química & IV Encontro Nacional de Química [=Blucher Chemistry Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2318-4043, DOI 10.5151/chenpro-5erq-eng20

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