Navegando por Assunto "Catálise"

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Desenvolvimento de catalisadores nanoestruturados para obtenção de produtos de interesse comercial via processos de oxidação do tioanisol em fase líquida.
(2022) Teixeira, Moisés Paulo; Fajardo, Humberto Vieira; Fajardo, Humberto Vieira; Ramalho, Teodorico de Castro; Silva, Anderson Gabriel Marques da; Carreño, Neftalí Lenin Villarreal; Silva, Adilson Cândido da
A catálise está presente em pelo menos uma das etapas da maioria dos processos industriais. A literatura científica está repleta de estudos que envolvem o desenvolvimento de materiais para aplicações catalíticas, buscando obtê-los com custo reduzido, que sejam ativos, seletivos, estáveis frente às reações catalisadas e de preferência ambientalmente amigáveis. Com os avanços da pesquisa, é possível produzir materiais nanoestruturados de diversas morfologias. Estes materiais têm demonstrado maiores atividades catalíticas em comparação com os sólidos estendidos. O objetivo desse projeto é desenvolver catalisadores heterogêneos em escala nanométrica, sintetizados por diferentes rotas, visando a aplicação na reação de oxidação do tioanisol, em fase líquida, para obtenção de produtos de interesse industrial. Foram preparados, como catalisadores, nanofios de CeO2 e nanofios de CeO2 decorados com nanopartículas de ouro (Au-CeO2#nw), além de materiais análogos obtidos a partir do CeO2 comercial. Utilizou- se o método hidrotérmico para a preparação dos materiais. Observou-se que os nanofios de Au- CeO2, apresentaram desempenhos catalíticos significativamente melhores comparativamente aos demais catalisadores. Pôde ser alcançada conversão de até 90% sobre esse catalisador, com 100% de seletividade para metil fenil sulfóxido. Preparou-se, também, catalisadores à base de titanato de estrôncio (STO) e titanato de estrôncio recoberto com óxido de nióbio (STO/Nb2O5) por dois métodos: método Pechini e método hidrotérmico assistido por micro-ondas (MHAM). O catalisador STO/Nb2O5 demonstrou maior atividade catalítica para essas reações quando comparado ao STO puro, alcançando 100% de conversão do reagente e 100% de seletividade para metil fenil sulfona. Por fim, foram preparados catalisadores de sílica sintética (SiO2), sílica dopada com 5% de nióbio (Nb5%SiO2) e sílica dopada com 10% de nióbio (Nb10%SiO2). Os catalisadores com nióbio foram obtidos a partir da impregnação da SiO2 com uma solução de oxalato amoniacal de nióbio. A presença do nióbio na matriz impulsionou a atividade catalítica, atingindo-se 88% de conversão sobre o catalisador (Nb10%SiO2). De um modo geral, os catalisadores preparados durante essa pesquisa demonstraram desempenhos equiparáveis e, em alguns casos, superiores àqueles apresentados por catalisadores relatados na literatura. Cabe ressaltar também que os resultados obtidos nesse estudo, através da utilização de catalisadores heterogêneos associados a um agente oxidante ambientalmente amigável, como o peróxido de hidrogênio, em condições reacionais relativamente brandas, podem se tornar economicamente atrativos, satisfazendo os ideais da química verde.
Estudo da oxidação da anilina utilizando catalisadores de ferro.
(2020) Amaral, Nathália Braga; Silva, Adilson Cândido da; Rosmaninho, Marcelo Gonçalves; Silva, Adilson Cândido da; Moura, Flávia Cristina Camilo; Fajardo, Humberto Vieira
Neste trabalho foram sintetizados cinco materiais com diferentes metodologias de síntese dos óxidos e oxi-hidróxidos de ferro, hematita e goethita. Destes cinco, quatro catalisadores foram sintetizados pelo método microemulsão, dois óxidos de ferro, e dois óxido-hidróxido de ferro. Em dois destes materiais a dissolução do agente percursor, nitrato férrico nona hidratado, ocorreu na microemulsão (síntese 1) e em dois na solução aquosa (síntese 2). Foram então obtidos materiais denominados de HmS1, HmS2, GtS1 e GtS2. Para efeito de comparação e continuidade do estudo foi sintetizada uma hematita pelo método de decomposição térmica, denominada de Hm. Estes catalisadores foram caracterizados segundo suas características físicas e químicas, morfológicas e texturais, pelas técnicas de difração de raio-x, espectroscopia Mössbauer, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e microscopia eletrônica de varredura. Os materiais sintetizados por microemulsão obtiveram elevada área superficial específica, sendo que os materiais da síntese 1 (microemulsão reversa), alcançaram área de 27 m2 g -1 e 257 m2 g -1 para hematita e goethita, respectivamente. Estes catalisadores foram aplicados em ensaios catalíticos oxidando anilina em fase líquida. Foram realizados estudo cinético, de variação de volume de peróxido de hidrogênio, de efeito de diferentes solventes, e por fim reuso destes catalisadores. Observou-se a seletividade a azoxibenzeno para catalisadores de goethitas e à nitrosobenzeno para catalisadores de hematitas.
Obtenção de matrizes dopadas com metais de transição : estudo da atividade catalítica em reações de química fina.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Silva, Anderson Gabriel Marques da; Robles Azocar, Patrícia Alejandra
Este trabalho foi dividido em duas partes independentes. No capítulo 1, foram preparados catalisadores heterogêneos via processo sol-gel e via MCM-41 utilizando sílica como matriz e os metais transição Pd e Au-Pd como dopantes. Os compósitos de Pd e Au-Pd foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise de adsorção-dessorção de N2 através da equação BET e do método BJH, redução à temperatura programada (RTP), espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES) e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). O desempenho catalítico dos compósitos foi avaliado em reações de acoplamento Suzuki através de um sistema catalítico no qual uma série de haletos de arila e o ácido fenilborônico foram utilizados como substratos. Os resultados dos testes indicaram a obtenção de biarilas em rendimentos entre 50 e 99%. Nos testes de reciclo, os catalisadores não mostraram perda significativa da atividade (< 5%). A presença do metal ouro em catalisadores de paládio provocou um aumento na atividade catalítica. Além disso, os catalisadores preparados por MCM-41 também se mostraram mais ativos que os catalisadores preparados por sol-gel. No capítulo 2, foi desenvolvido um processo sustentável que abrange as cadeias produtivas da indústria sucroalcooeira e da química fina interconectado com o desenvolvimento sustentável das mesmas através da valorização de resíduos como o bagaço de cana. Este material orgânico foi utilizado como adsorvente na remoção de contaminantes ambientais e como matriz de catalisadores heterogêneos na valorização de matéria-prima nacional, via oxidação seletiva de componentes dos óleos essenciais, gerando produtos de alto valor agregado.
Obtenção de pinol a partir da isomerização do óxido de alfa pineno utilizando catalisador à base de heteropoliácido, o sal de césio Cs2,5H0,5PW12O40.
(2017) Ribeiro, Cláudio Júnior Andrade; Rocha, Kelly Alessandra da Silva; Rocha, Kelly Alessandra da Silva; Robles Azocar, Patrícia Alejandra; Vieira, Camila Grossi
O sal de heteropoliácido Cs2,5 H0,5PW12O40 (CSPW) foi utilizado como catalisador no desenvolvimento de um processo heterogêneo de isomerização do óxido de alfa-pineno realizado em acetona. O desenvolvimento de um processo seletivo de isomerização do óxido de alfa-pineno é uma tarefa bastante desafiadora devido à alta reatividade deste substrato. A maior parte dos processos desenvolvidos a partir dessa reação leva à obtenção de aldeído canfolênico como produto principal associado à formação de uma mistura de isômeros. Neste processo foi obtido como produto principal o composto pinol com uma seletividade de 50% a uma completa conversão do substrato. Nas condições otimizadas, o único sub-produto obtido com seletividade relevante foi o aldeído canfolênico. De modo que, a melhor seletividade conjunta alcançada para pinol e aldeído canfolênico foi equivalente a 70%. O produto pinol é um éter que possui o fragmento oxabiciclo-octeno o que possibilita associá-lo aos compostos que apresentam propriedades organolépticas interessantes, os quais podem ser aplicados em compostos de química fina. Além disso, é conhecido que compostos contendo este fragmento são aplicados como herbicidas e transportadores de drogas. O aldeído canfolênico por sua vez é um importante intermediário para a produção de fragrâncias de sândalo conhecidas e já comercializadas. Na literatura não há relatos de obtenção seletiva de pinol por meio de processos heterogêneos envolvendo a reação de isomerização de óxido de α-pineno. Não existem ainda, relatos de estudos empregando catalisadores a base de sal de heteropoliácido para esta finalidade. O que torna inédita a aplicação do sal CsPW na reação proposta.
Preparação de quitosanas modificadas para a adsorção dos íons metálicos Cu2+ E CrO42- em solução aquosa e para catálise heterogênea em reação de henry.
(2017) Gonçalves, Fernanda Jorge; Gil, Laurent Frédéric; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Gil, Laurent Frédéric; Magriotis, Zuy Maria; Melo, Tânia Márcia Sacramento; Gurgel, Leandro Vinícius Alves
O crescente interesse em processos químicos mais sustentáveis e menos prejudiciais ao meio ambiente tem aumentado a utilização de materiais naturais de baixa ou não toxicidade que sejam capazes de substituir substâncias químicas com boa eficiência. A quitosana é um exemplo de polissacarídeo natural que, devido as suas características como, não toxicidade e biodegradabilidade, tornou-se um material de interesse em diversas áreas de pesquisa. Esse trabalho descreve a síntese dos materiais Q1 e Q2 a partir da modificação química da quitosana com 2-piridinacarboxaldeído e 6-metilpiridina-2-carboxaldeído, respectivamente. O biomaterial Q1 foi utilizado em duas grandes áreas de pesquisa: em engenharia ambiental, como adsorvente alternativo em processos de adsorção de metais pesados em águas contaminadas, e em química fina, como organocatalisadores na síntese de produtos enantiomericamente puros através da catálise assimétrica. O material Q2, assim como Q1, foi empregado em química fina como organocatalisador. A caracterização de Q1 e Q2 foi feita utilizando as técnicas de FTIR e RMN 13C, além disso, Q1 também foi caracterizado pelas técnicas de análise elementar, MEV, EDX, e PCZ. Estudos de adsorção em função do pH, tempo de contato e concentração inicial de adsorvato foram realizados para avaliar a capacidade de adsorção de Q1 tanto para cátions metálicos, quanto para oxiânions, em processos mono e bicomponente. Os dados cinéticos foram modelados por regressão não linear empregando os modelos PPO, PSO e modelo de Corsel. Os dados referentes às isotermas foram modelados empregando as isotermas de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Sips e RAST-SIPS. Os biomateriais Q1 e Q2 foram utilizados como ligantes na formação de complexos com metais de transição usados como catalisadores em reações assimétricas de Henry. Nesse estudo as variáveis reacionais: tempo, temperatura, utilização de base de Brönsted, tipo de metal de transição e de substrato, foram analisadas a fim de encontrar a condição reacional na qual se tem o maior excesso enantiomérico (ee). As capacidades de adsorção obtidas foram de 1,80 mmol/g para Cu2+ e 3,86 mmol/g para Cr6+, sendo o modelo PSO o que melhor se ajustou aos dados cinéticos e os modelos de Langmuir e Sips os que melhor se ajustaram aos dados da isoterma de Cu2+ e Cr6+, respectivamente. Os estudos de adsorção bicomponente mostraram que Q1 possui capacidade de adsorver cátions e oxiânions em um mesmo sistema, sendo os modelos de Corsel e RAST utilizados para modelar os dados experimentais de cinética e isoterma, respectivamente. Na síntese de compostos enantiomericamente puros, a utilização do complexo Q1-Cu2+ resultou no melhor valor de ee encontrado para a reação entre o nitrometano e o benzaldeído, valor igual a 23%, com 97% de rendimento. O complexo Q2-Cu2+ obteve melhor ee quando utilizado na reação entre o nitrometano e p-metoxibenzaldeído, ee igual a 23% e 40% de rendimento.