Obtenção de catalisadores heterogêneos a base dos elementos terras raras, gadolínio e cério, para promover a oxidação do tioanisol em fase líquida usando peróxido de hidrogênio como agente oxidante.

Abstract

O desenvolvimento de novos materiais que possuam propriedades para emprego como catalisadores está presente no cotidiano dos pesquisadores da comunidade catalítica. Este trabalho traz uma breve abordagem sobre a preparação de catalisadores heterogêneos, a base dos elementos terras raras gadolínio e cério, produzidos por metodologias simples: o método de precipitação e a síntese hidrotérmica. Os catalisadores obtidos foram aplicados na reação de oxidação do tioanisol (metilsulfanilbenzeno) em fase líquida, usando como agente oxidante o peróxido de hidrogênio. Tal reação tem como possibilidade a produção de metil fenil sulfóxido e metil fenil sulfona, produtos com elevado valor agregado e de interesse industrial. Os resultados obtidos através das caracterizações físico-químicas e dos ensaios catalíticos mostraram que as metodologias adotadas para a preparação dos catalisadores proporcionaram a obtenção de materiais com interessantes propriedades texturais e catalíticas, comparativamente aos materiais análogos disponíveis comercialmente. Os catalisadores se mostraram ativos frente à reação de oxidação proposta, em condições reacionais brandas. A atividade e a seletividade variaram em função da natureza do catalisador, quantidade de agente oxidante, tipo de solvente, temperatura e tempo de reação. No caso dos catalisadores a base de Ce, a rota de síntese usada levou à formação de um material com área superficial específica elevada, morfologia controlada (fios de CeO2 em escala nanométrica) e o aumento do número de vacâncias de oxigênio em comparação ao material análogo comercial. Graças a essas propriedades, verificou-se que o catalisador produzido teve a atividade melhorada frente à reação, em relação ao CeO2 comercial. No caso dos catalisadores preparados a base de Gd, foi verificado que a fase Gd2O3 apresentou atividade, ao contrário da fase Gd(OH)3, a qual se mostrou inativa frente à reação, nas condições avaliadas. Com o aumento da temperatura de calcinação observou-se uma diminuição da área superficial específica, aumento da cristalinidade e diminuição da quantidade de vacâncias de oxigênio, se refletindo em uma diminuição da atividade catalítica. Os resultados indicaram que a interação das moléculas do reagente e do oxidante dependeu das propriedades físico-químicas dos catalisadores o que influenciou no desempenho dos mesmos.