Síntese e avaliação catalítica de zeolitas embrionárias contendo sítios ácidos ou básicos

Resumo

As zeolitas são uma importante classe de materiais com diversas aplicações, entre elas a utilização na catálise heterogênea básica ou ácida, a depender do controle das propriedades físicas e químicas durante ou após sua síntese. Diversas modificações já foram amplamente estudadas, e atualmente as zeólitas embrionárias surgem como uma nova linha de pesquisa a ser explorada. Nesse sentido, a escolha desse tema está baseada nas melhorias na atividade catalítica das zeólitas embrionárias precursoras das estruturas MFI e FAU de acordo com o descrito na literatura. Além do potencial para utilização desses materiais em diversas reações catalisadas por sítios básicos ou ácidos, inclusive na área da indústria petroquímica, ainda há inúmeras condições de síntese não avaliadas, incluindo o estudo cinético de formação. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo ampliar os parâmetros de síntese de forma a obter as zeólitas embrionárias com diferentes razões Si/Al e avaliar a acessibilidade, atividade e estabilidade dos seus sítios ácidos ou básicos. As zeólitas embrionárias serão sintetizadas avaliando-se o tempo, a temperatura de síntese e envelhecimento, os precursores e posteriormente caracterizadas para estabelecer a relação síntese-propriedade-função com o objetivo de encontrar estruturas embrionárias com aplicação específica para determinadas funções catalíticas. Para as caracterizações serão utilizadas as técnicas de difratometria de raios X, difratometria de elétrons, ressonância magnética nuclear de 27Al e 29Si, fisissorção de N2, espalhamento de raios X a baixo ângulo in situ ou in operando, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de energia dispersiva, dessorção a temperatura programada de NH3, Espectroscopia fotoeletrônica de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Por fim, a atividade catalítica das embrionárias e também das zeólitas cristalinas será avaliada através de três reações (esterificação entre o ácido acético e o álcool isoamílico; a acetalisação do glicerol com o butiraldeído; e na reação de Knoevenagel entre butiraldeído e o cianoacetato de etila). Dessa forma, as características estruturais e morfológicas, além da composição química de cada zeolita poderão ser avaliadas e correlacionadas a atividade catalítica, acessibilidade aos sítios ácidos ou básicos e a estabilidade. (AU)