Síntese de catalisadores com poros estruturados derivados da hidrotalcita por uso combinado de química sol-gel, tensoativos e emulsão

• Processo: 16/12702-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 15 de abril de 2017
• Vigência (Término): 14 de outubro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Leandro Pierroni Martins
• Beneficiário: Davi Domingos Petrolini
• Supervisor: James Anthony Dumesic
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Wisconsin-Madison (UW-Madison), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/05321-5 - Síntese de catalisadores com poros estruturados derivados da hidrotalcita por uso combinado de química sol-gel, tensoativos e emulsão, BP.DR
• Assunto(s): Hidrotalcita Processo sol-gel Catálise Catálise heterogênea Cooperação internacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise heterogênea | estrutura hierárquica de poros | Hidrotalcita | óxidos mistos | Processo sol-gel | Catálise

Resumo

Esta proposta de cooperação internacional está dentro dos quadros da tese de doutorado intitulada como "Catalisadores de síntese de derivados de hidrotalcita com estrutura de poros pela utilização combinada de química de sol-gel, emulsão e agentes tensoativos" em execução por meio da FAPESP 2015/05321-5. Nosso objetivo é continuar o desenvolvimento desta proposta em cooperação com Prof. James A. Dumesic da Universidade de Wisconsin Madison-College of Engineering. O Grupo de Pesquisa do Prof. Dumesic destaca-se em estudos da química de superfície envolvida na conversão catalítica de compostos derivados de biomassa em combustíveis e produtos químicos. Além disso, Dumesic e seu grupo desenvolveram novas estratégias de processamento catalítico e novas configurações de reatores para alcançar a transformação seletiva de reagentes derivados de biomassa para intermediários químicos plataforma de destino, tais como furfural, ácido hidroximetilfurfural, levulínico, e gama-valerolactona (GVL). Do lado brasileiro, o principal alvo da proposta original foi sintetizar suportes de Al2O3-MgO, Al2O3-CaO e Al2O3-SrO óxidos mistos, impregnados com cobre, por um método de transição sol-gel. Os óxidos mistos têm sido amplamente utilizados em várias reações catalíticas ou como suporte de catalisadores. Especificamente, no caso em que é necessário a dispersão de metais ativos, síntese convencional ou mal controlada desses materiais pode causar a formação de diferentes tamanhos de partículas de metal, por exemplo, no suporte, que pode então aglomerar e diminuir o espaço de interpartículas. Para a maioria das aplicações avançadas, controle de tamanhos de poro em escala diferente é necessário. Um método usado para produzir catalisadores com macro/mesoporos, é a combinação de transição sol-gel com emulsão que como moldes moles, em que uma fase não polar é dispersa em uma fase aquosa. Os precursores inorgânicos se organizam em torno das gotículas da fase não polar e, em seguida, a solução coloidal é gelificada. A remoção de gotículas depois da secagem e calcinação cria a estrutura porosa em tamanhos diferentes. Apesar dos bons resultados que obtivemos até agora, nós gostaríamos de lucrar com a experiência de grupo do Prof. Dumesic para realizar a deposição de camadas atômicas (ALD) que é uma outra maneira de evitar a sinterização e lixiviação (na reação de fase líquida) de nanopartículas de cobre durante o processo catalítico. Para avaliar o desempenho catalítico pretendemos realizar a hidrogenação em fase líquida de furfural. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PETROLINI, DAVI D.; EAGAN, NATHANIEL; BALL, MADELYN R.; BURT, SAMUEL P.; HERMANS, IVE; HUBER, GEORGE W.; DUMESIC, JAMES A.; MARTINS, LEANDRO. Ethanol condensation at elevated pressure over copper on AlMgO and AlCaO porous mixed-oxide supports. CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 9, n. 8, p. 2032-2042, APR 21 2019. (16/12702-8, 15/05321-5)