00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Tese
Título: Síntese e caracterização de estanossilicatos mesoporosos para aplicação em esterificação do ácido levulínico
Título(s) alternativo(s): Synthesis and characterization of mesoporosous stanosilicates for application in the sterification of levulinic acid
Autor(es): Costa, Bruna Ezequielle Bernardes
Primeiro Orientador: Meneghetti, Simoni Margareti Plentz
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Antônio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.referee1: Carvalho, Wagner Alves
metadata.dc.contributor.referee2: Meili, Lucas
metadata.dc.contributor.referee3: Galdino, Fabiane Caxico de Abreu
metadata.dc.contributor.referee4: Bortoluzzi, Janaína Heberle
Resumo: Diante dos problemas associados ao uso dos combustíveis fósseis, muitas pesquisas têm se dedicado ao desenvolvimento de tecnologias que promovam a utilização de matérias-primas renováveis. A catálise apresenta-se em posição de destaque, pois o desenvolvimento de catalisadores que sejam eficientes e seletivos é um dos principais desafios tecnológicos enfrentados atualmente, atrelado às preocupações ambientais e econômicas. Dentre os sólidos com potencial catalítico têm se destacado as peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM41 devido às suas propriedades, tais como elevadas áreas superficiais, distribuição uniforme de tamanho de poros e elevada capacidade de troca iônica. Diante disso, no presente trabalho foi estudado o desenvolvimento de materiais a base de sílica do tipo peneiras moleculares mesoporosas (MCM41), modificadas com estanho via síntese direta e pelo método não-hidrotérmico. A inserção do estanho na estrutura da MCM41 teve o objetivo de gerar sítios ácidos nos mesmos, com vistas a sua aplicação na conversão de biomassa, para a obtenção de insumos químicos de elevado interesse industrial. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), Análise termogravimétrica (TG/dTG), Isotermas de Adsorção e Dessorção em nitrogênio líquido a 77K, Espectroscopia de refletância difusa no ultravioleta-visível (DRS), determinação da acidez superficial por análise termogravimétrica, Espectroscopia da Região do Infravermelho com Piridina, Dessorção de amônia à temperatura programada (TPD), Temperatura programada de redução (TPR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microscopia eletrônica de Transmissão (MET), Espectrômetria ótica de emissão atômica por plasma de acoplamento indutivo (ICP OES) e foram submetidas a avaliação catalítica e de estabilidade. Os resultados mostram que é possível incorporar estanho na estrutura da MCM41, e os materiais modificados se tornaram mais ativos nas reações investigadas. Observou-se que o método não-hidrotérmico foi eficaz para obtenção dos materiais com alto grau de ordenação, elevada acidez e atividades catalíticas promissoras na reação de esterificação do ácido levulínico com os diferentes álcoois. O tamanho da cadeia exerceu menor influência na diminuição da taxa de conversão do que a natureza do álcool que levou a conversões mais baixas para álcoois secundários e terciários. Todos os materiais se mostraram estáveis e reutilizáveis nas condições reacionais estudadas.
Abstract: In face of problems associated with the use of fossil fuels, many researches have been dedicated to the development of technologies that promote the use of renewable raw materials. Among the solids with catalytic potential, the mesoporous molecular sieves of the MCM41 type have been highlighted due to their properties, such as high surface areas, uniform pore size distribution and high ion exchange capacity. Therefore, the present work studied the development of materials based on silica, such as mesoporous molecular sieves (MCM41), modified with tin via direct synthesis and by the non-hydrothermal method. The insertion of tin in the structure of MCM41 had the objective of generating acidic sites in them, with a view to its application in the conversion of biomass, in order to obtain chemical inputs of high industrial interest. The synthesized samples were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (DRX), Thermogravimetric analysis (TG/dTG), Adsorption and Desorption Isotherms in liquid nitrogen at 77K, Diffuse ultraviolet-visible reflectance spectroscopy (DRS), determination of surface acidity by thermogravimetric analysis , Infrared Region Spectroscopy with Pyridine, Temperature Programmed Ammonia Desorption (TPD), Temperature Programmed Reduction (TPR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Plasma Atomic Emission Optical Spectrometry coupling (ICP OES) and were subjected to catalytic and stability evaluation. The results show that it is possible to incorporate tin in the MCM41 structure, and the modified materials became more active in the investigated reactions. It was observed that the non-hydrothermal method was effective in obtaining materials with a high degree of ordering, high acidity and promising catalytic activities in the esterification reaction of levulinic acid with different alcohols. Chain size had less influence in decreasing the conversion rate than the nature of the alcohol which led to lower conversions to secondary and tertiary alcohols. All materials proved to be stable and reusable under the studied reaction conditions.
Palavras-chave: Catálise heterogênea
Catalisadores mesoporosos
Estanossilicatos
Ácido levulínico
Heterogeneous catalysis
Mesoporous catalysts
Stanosilicates
Levulinic acid
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: Costa, Bruna Ezequielle Bernardes. Síntese e caracterização de estanossilicatos mesoporosos para aplicação em esterificação do ácido levulínico. 2022. 85 f. Tese (Doutorado em Química e Biotecnologia) - Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8435
Data do documento: 20-ago-2021
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