Combinação de química supramolecular e emulsões na síntese de catalisadores lamelares esfoliados

Resumo

O emprego de catalisadores esfoliados tem destaque em reações que envolvam moléculas de alta massa molecular, por apresentarem acessibilidade aprimorada e sítios ácidos mais disponíveis. Entretanto, o método convencional para obtenção destes materiais envolve duas etapas entre expansão e esfoliação tornando-se complexo, além de apresentar desvantagens em relação ao catalisador final como severa dessilicação, perda de sítios ácidos e baixo rendimento. Na mesma tendência de aumento na aplicação de zeólitas hierárquicas, propõe-se aqui o desenvolvimento de um novo método para a obtenção de materiais com alta área específica e porosidade superior, sem perdas geradas pelos métodos convencionais de esfoliação. Este novo método consiste na síntese de zeólitas na presença de tensoativos organossilanos e parafinas com a proposta de formação de emulsão durante o processo, espera-se assim um método simples e de única etapa. Os catalisadores zeolíticos lamelares e modificados, com micro- e mesoporos, foram estudados no GPCat (Grupo de Pesquisa em Catálise - UNESP) na desidratação do glicerol e os resultados destacam a importância da acessibilidade e acidez nesta reação catalítica. A zeólita esfoliada ITQ-2 apresentou os melhores resultados em conversão apesar das perdas em acidez devido ao método de síntese. Assim, há uma motivação no desenvolvimento de um catalisador acessível com alta acidez que demonstre propriedades singulares em suas aplicações catalíticas. As zeólitas lamelares MWW e FER são as mais usuais no contexto de zeólitas 2D, com desempenho catalítico destacado em comparação com as puramente microporosas, e serão os materiais lamelares investigados nesta proposta. Algumas caracterizações estruturais e superficiais serão utilizadas para compreensão dos mecanismos envolvidos e avaliação do desempenho dos catalisadores, aplicando um amplo conjunto de técnicas experimentais. O desempenho dos materiais como catalisador ácido e suporte serão testados na reação de isomerização do n-hexano, reação modelo com objetivo na produção de isoparafínicos necessários no aumento da octanagem da gasolina. Os materiais serão impregnados com platina, um metal muito utilizado nesta reação, para melhor entendimento dos mecanismos e da utilização do material como suporte. (AU)