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

Resumo

A conversão de glicerol à acroleína usando zeólitas ainda enfrenta diversos desafios e sua superação depende da plena compreensão das características físicas e químicas do sistema catalítico empregado. As principais tarefas a serem exploradas em cooperação com o grupo do Prof. Sievers são: (1) os microporos das zeólitas impõem limitações difusionais no acesso do glicerol aos sítios ativos e, portanto, zeólitas hierárquicas podem ser uma opção para melhorar o desempenho catalítico; (2) os sítios ácidos de Brønsted das zeólitas não são responsavéis apenas pela formação de acroleína, mas também pelas moléculas de poliaromáticos e poliéteres presentes no coque; a chance da densidade de sítios ácidos interferirem na formação do coque é alta, assim é necessário o estudo dessas propriedades nos materiais (temos evidências de que a formação de coque é propensa em sítios ácidos vizinhos); (3) sítios ácidos fortes de Brønsted também levam à formação de coque e, consequentemente, à desativação do catalisador; (4) a estrutura hierárquica das zeólitas é benéfica na prevenção do coque.Temos provas de que o procedimento de síntese mencionado na proposta original, baseado em organosilanos e emulsão, como agentes de estrutura, é uma abordagem interessante na obtenção materiais bem definidos na execução das quatro tarefas mencionadas. Em conclusão, para correlacioná-los precisamos de uma vasta caracterização física e química dos catalisadores e dos seus desempenhos diante da reação. Mais particularmente, é necessário elucidar a química de superfície dos materiais, o que será desenvolvido por meio de medidas de espectroscopia de infravermelho in situ sob condições reacionais. Além disso, por meio desta técnica de caracterização também podemos obter informações sobre a acidez superficial, o caráter dos sítios ácidos (Brønsted ou Lewis) e como esses sítios interferem na formação de coque e no desempenho das zeólitas.