Combinação de direcionadores estruturas e de poros na síntese de zeólitas hierárquicas MCM-22 para a valorização do glicerol

Autor(es)

Mariana Veiga Rodrigues

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2018-10-05.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2018-09-28
• Orientador: Leandro Martins

Resumo

O emprego de zeólitas com distribuição hierárquica de poros em reações que envolvam moléculas volumosas tem ganhado destaque, principalmente pela acessibilidade aprimorada desses materiais aos reagentes e produtos, que supera uma das maiores desvantagens das zeólitas no cenário atual que são as restrições impostas pelos microporos. Nessa tendência, este trabalho propôs a síntese de zeólitas hierárquicas de estrutura MWW pela combinação de direcionadores de estrutura, primeiramente com o uso de organossilanos como direcionador de mesoporos por método direto e, também com o uso do processo de esfoliação pós-síntese, com a síntese da zeólita ITQ-2 esfoliada. Organossilanos de cadeias com até 18 átomos de carbono foram aplicados na síntese das zeólitas MWW hierárquicas. Os organossilanos de cadeia carbônica até 12 átomos de carbono apresentaram maiores modificações estruturais do que organossilanos de cadeia maiores que 12 átomos de carbono, esses organossilanos apresentarem baixa incorporação na rede zeolítica, assim, não gerando a porosidade esperada. Os materiais sintetizados com organossilanos de até 12 átomos de carbono foram aplicados como catalisadores na reação de condensação do glicerol com a acetona em fase líquida. As zeólitas apresentaram melhores desempenhos frente a conversão do glicerol e a seletividade ao principal produto, o solketal, devido a acessibilidade aprimorada obtida com a inserção de mesoporos e do caráter mais hidrofóbico desses materiais, causada pela diminuição do alumínio na rede zeolítica. As zeólitas sintetizadas com o método direto na síntese e com o processo pós-síntese foram aplicadas na desidratação do glicerol em fase gás para o estudo da influência da acessibilidade aos sítios ativos na reação. Estudos in-situ foram realizados com acompanhamento por espectroscopia na região do infravermelho para a determinação de intermediários e com o objetivo de encontrar as condições reacionais para melhorar o desempenho dos catalisadores. A zeólita esfoliada teve um rendimento alto a acroleína comparada aos outros materiais, entretanto como seus sítios ácidos de Brønsted mais fracos, a seletividade à acroleína ainda não foi baixa. Neste trabalho também se abordou o uso de sementes nas sínteses de zeólitas MWW, buscando a aplicação futura deste método como facilitador na síntese direta dos catalisadores na forma esfoliada. (AU)

• Processo FAPESP: 14/12942-3 - Combinação de química supramolecular e emulsões na síntese de catalisadores lamelares esfoliados
• Beneficiário: Mariana Veiga Rodrigues
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado