Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2008. / Submitted by Jaqueline Oliveira (jaqueoliveiram@gmail.com) on 2008-11-12T18:44:59Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EduardoUlissesXPeres.pdf: 411038 bytes, checksum: b1d2d209b93feb9b7516729df5c2fd66 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2008-12-08T19:17:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EduardoUlissesXPeres.pdf: 411038 bytes, checksum: b1d2d209b93feb9b7516729df5c2fd66 (MD5) / Made available in DSpace on 2008-12-08T19:17:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_EduardoUlissesXPeres.pdf: 411038 bytes, checksum: b1d2d209b93feb9b7516729df5c2fd66 (MD5) / Diferentes complexos metálicos Sn[C17H34(OH)COO]2, Ni[C17H34(OH)COO]2, Fe[C17H34(OH)COO]2, Co[C17H34(OH)COO]2 têm sidos produzidos a partir do ligante ricenoleato. A atividade catalítica desses complexos foram testadas na poliesterificação direta do ácido tereftálico (TFA) e óleo de mamona (Ricinus communis), usando a quantidade estequiométrica de 3:2.3, respectivamente, numa temperatura acima de 260 oC em atmosfera inerte.Todas as reações foram mantidas sob as mesmas condições reacionais e comparado a ordem de atividade catalítica desses complexos. Observou-se que todos os complexos bivalentes possuem atividade catalítica para o processo e foi possível estabelecer uma ordem de atividade: Fe[C17H34(OH)COO]2 > Co[C17H34(OH)COO]2 > Sn[C17H34(OH)COO]2 > Ni[C17H34(OH)COO]2. Os novos materiais poliméricos obtidos não apresentaram uma grande homogeneidade nas suas cadeias, como indicado pela alta polidispersidade. Essa polidispersidade variou entre 5,49 para polímeros obtidos na presença do complexo de níquel até 12,42 para aqueles formados com o complexo de cobalto. Por outro lado, as cadeias apresentaram alto peso molecular ponderal, sendo o menor valor (Mw = 13449) verificado para o polímero obtido com o complexo de níquel e o de maior para o polímero que produzido com o complexo de cobalto (Mw = 36446). Outra evidência é que os polímeros apresentam apenas uma transição vítrea, entre -70 0C e - 40 0C, indicando uma estrutura amorfa. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Different metallic complexes, Sn[C17H34(OH)COO]2, Ni[C17H34(OH)COO]2, Fe[C17H34(OH)COO]2, Co[C17H34(OH)COO]2, have been produced using ricinoleate as ligand. The catalytic activity of these complexes were tested in the direct polyesterification of the terephtalic acid (TFA) and castor oil (Ricinus communis), using the stoichiometric ratio of 3:2.3, respectively, at 260 0C under inert atmosphere. All the reactions were carried out under the same reaction conditions in order to direct compare the catalytic activities of the complexes. It was observed that all the catalysts were active, being possible to establish the following activity order: Fe[C17H34(OH)COO]2 > Co[C17H34(OH)COO]2 > Sn[C17H34(OH)COO]2 > Ni[C17H34(OH)COO]2. The new polymeric materials didn´t show an homogeneity in their chains, as indicated by their high polydispercity. Indeed, the polydispercity value varied from 5.49 for the polymer produced in the presence of the nickel complex to 12.42 for those prepared with the cobalt compound. On the other hand, the chains presented high molecular weight, being the lower value (Mw = 13449) observed for the polymer prepared in the presence of the nickel complex and the highest (Mw = 36446) verified for the material obtained with the cobalt compound. It was also observed only a vitreous transition for all the materials, between -70 0C and - 40 0C, suggesting an amorphous structure.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T13:02:20Z No. of bitstreams: 2 _Dissertação_Erick_definitiva.pdf: 1573697 bytes, checksum: 6943380e245fdaf2368ad3a1ce00d608 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T13:02:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 _Dissertação_Erick_definitiva.pdf: 1573697 bytes, checksum: 6943380e245fdaf2368ad3a1ce00d608 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / ANP; FINEP / Um dos grandes desafios da indústria é buscar o desenvolvimento sustentável no processo produtivo industrial. A baixa disponibilidade de água como matéria-prima em processos produtivos e a crescente exigência da sociedade por um meio ambiente mais saudável têm impulsionado a implantação de programas de minimização do consumo de água e reutilização de efluentes líquidos. Esta prática pode contribuir de forma significativa com a preservação dos recursos hídricos naturais, inclusive com a redução da captação de águas primárias. A Petroquímica Suape, em Pernambuco, iniciou em 2013 a produção de ácido tereftálico (PTA) que é a principal matéria-prima usada na produção do politereftalato de etileno (PET), gerando grande quantidade de efluentes que são tratados por processo biológico anaeróbio seguido de aeróbio. O tratamento de efluentes industriais contendo PTA apresenta dificuldades operacionais devido à toxicidade deste composto. Os processos oxidativos avançados (POA) apresentam facilidade em degradar contaminantes orgânicos tóxicos e resistentes ao tratamento biológico porque se baseiam na geração de radicais hidroxilas que são altamente reativos e pouco seletivos. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia e a cinética da degradação do ácido tereftálico com processo de fotocatálise heterogênea com radiação solar artificial em presença oxigênio e catalisador TiO2. Foi usado um reator agitado em batelada para tratar um efluente modelo contendo 20 mg L-1 de PTA, com oxigênio adicionado através de borbulhamento de ar comprimido. A análise do efluente tratado foi feita via carbono orgânico total (COT) e determinação da concentração de PTA via espectroscopia UV-visível. As melhores condições operacionais foram obtidas através de um planejamento composto central rotacional, variando-se o pH e a concentração de catalisador TiO2. Um estudo cinético foi realizado variando-se as concentrações de PTA de 20 a 90 mg L-1. Os resultados mostram que a melhor condição de operação foi obtida em pH 5,5 e concentração de TiO2 igual a 1,0 g L-1, a qual foi observada máxima conversão de COT de 93% e conversão de PTA de 98,8%, após 90 minutos de reação. A degradação fotocatalítica de PTA sobre TiO2 seguiu um modelo cinético de pseudo-primeira ordem. Os parâmetros cinéticos de Langmuir-Hinshelwood foram ajustados com um coeficiente de regressão bem satisfatório. A toxicidade do efluente modelo após tratamento foi determinada por metodologia de germinação de sementes de alface. O efluente tratado foi classificado como sendo de baixa toxicidade de acordo com critérios do IBAMA. Dessa forma o processo de fotocatálise heterogênea com TiO2 mostrou-se tecnicamente viável para o tratamento do ácido tereftálico, podendo ser usado como pré-tratamento do efluente industrial antes do tratamento biológico convencional e abrir alternativas para futuros estudos de reuso de água na indústria.

Compostos do tipo [M2(O2CR)4] com ligação múltipla direta entre os centros metálicos apresentam importância do ponto de vista teórico bem como da química aplicada a diversas áreas. Recentemente tem havido um grande interesse voltado, especialmente, para o design de novos materiais construídos com base nestas unidades dimetálicas. O principal objetivo deste trabalho é o estudo de complexos de rutênio que apresentam núcleos M2 de valência mista do tipo Ru2(lI,III) com ligantes dicarboxílicos. A partir do complexo [Ru2(OAc)4CI], foram sintetizados compostos com os ligantes dicarboxilatos -O2C-R-CO2-, em que R são cadeias carbônicas saturadas (succinato, adipato e dodecanodioato) ou anéis aromáticos (tereftalato e 4,4\'-bifenildicarboxilato). Modificando-se a metodologia de síntese, foi possível isolar dois tipos de compostos: [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip, dode, tere e bife) e [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O) 2] (R = adip e dode). Todos os compostos apresentam bandas de absorção na região do visível, ao redor de 450 nm, e do infravermelho próximo, ao redor de 1100 nm, que podem ser atribuídas, respectivamente às transições eletrônicas π (Ru-O, Ru2) → π* (Ru2) e δ (Ru2) → δ* (Ru2). Estas transições são características de espécies de [Ru2]5+, comprovando a manutenção das ligações metal-metal nos derivados. Os valores dos momentos magnéticos efetivos (µeff), calculados com base em medidas de susceptibilidade magnética, estão na faixa de 3,8-4,4 M.B para os compostos [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip e dode) e correspondem à configuração eletrônica do estado fundamental do tipo σ2 µ4 δ2 (µ*)2 (δ *)1, com três elétrons desemparelhados, que é observada para carboxilatos de dirutênio (lI,III). Valores de µeff um pouco mais altos foram obtidos para os demais compostos, provavelmente devido à existência de algum tipo de acoplamento magnético. Nos espectros vibracionais FT-IR, observam-se bandas na faixa de 1470 a 1390 cm-1, que é típica das frequências de estiramentos νa e νs dos grupos COO- de carboxilatos ligados em ponte. Bandas relativas às frequências de estiramento das ligações metal-metal, ν(Ru-Ru), são observadas nos espectros Raman ao redor de 330 cm-1. Estes dados indicam que os compostos apresentam estruturas do tipo gaiola em que os ligantes carboxilatos formam pontes equatoriais (via grupo COO-) entre dois íons metálicos, estabilizando a ligação múltipla Ru-Ru. Devido à presença de dois grupos COO- para cada íon dicarboxilato, ocorre também a formação de pontes equatoriais entre centros de [Ru2]5+, gerando espécies poliméricas constituídas por unidades [Ru2(O2C-R-CO2)2]+. As posições axiais são ocupadas pelos ânions cloreto ou carboxilato, respectivamente nos casos dos compostos [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] e [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O)2], que também formam pontes entre unidades dimetálicas. As presenças das pontes axiais e das pontes equatoriais entre unidades de [Ru2]5+ gerando estruturas tridimensionais que apresentam dois tipos distintos de lamelas ou camadas foram comprovadas com base nos valores das distâncias interplanares calculadas a partir dos difratogramas de raios-X de pó dos compostos. Os compostos são termicamente estáveis até a temperatura de ~ 250°C, conforme verificado por meio de estudos de análise termogravimétrica. Acima desta temperatura, começam a ocorrer perdas de massa que correspondem às perdas totais dos ligantes equatoriais e axiais, considerando-se o RuO2 como produto final das decomposições térmicas. Os compostos [Ru2(adip)2CI], [Ru2(tere)2CI] e [Ru4(dode)5(H2O)2] apresentam áreas superficiais elevadas, aproximadamente iguais a 170, 100 e 40 m2/g, respectivamente, que podem estar relacionadas à formação de estruturas microporosas. Estes tipos de estruturas com poros podem atuar como adsorvedores de gases, por exemplo, o que torna os compostos bastante promissores para aplicação na área de novos materiais microporosos, especialmente o primeiro cuja área é cerca de duas vezes maior do que a do segundo, o qual está descrito na literatura como bom adsorvedor para N2, O2 e Ar. / Compounds containing dimetal units [M2(O2CR)4] which have metal-metal multiple bonds are of great interest in both theoretical and applied chemistry. Recently they have been investigated as important compounds for the design of new materiaIs. The main goal of this work is the study of mixed valent diruthenium carboxylates. Compounds formed by Ru2(II,III) centers and -O2C-R-CO2- dicarboxylate ligands, where R is a saturated carbon chain (succinate, adipate and dodecanodioate) or aromatic ring (terephthalate and 4,4\'-diphenyldicarboxylate), were synthesized. Two types of compounds were obtained depending on the synthetic methodology: [Ru2( O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip, dode, tere and bife) and [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O) 2] (R = adip and dode). AlI compounds exhibit absorption bands in the visible region, around 450 nm, and in the near infrared, around 1100 nm, which can be ascribed respectively to the π (Ru-O, Ru2) → π* (Ru2) and δ (Ru2) → δ* (Ru2) electronic transitions. These are characteristic of [Ru2]5+ dimetal species, indicating that the metal-metal bonds are present in the derivatives. The effective magnetic moments (µeff) values calculated from magnetic susceptibilities data are in the range of 3.8 - 4.4 B.M. for the [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip and dode) compounds, corresponding to the σ2 µ4 δ2 (µ*)2 (δ *)1 ground state electronic configuration, with three unpaired electrons, that is observed for diruthenium (II,III) carboxylates. Higher µeff values found for the other compounds can be due to some type of magnetic coupling. The FT-IR vibrational spectra show characteristic bands in the region of 1470 1390 cm-1 that is typical of symmetric and asymmetric bridging carboxylate stretching modes. The metal-metal stretching modes, ν (Ru-Ru), are observed in the Raman spectra around 330 cm-1. Based on these results, it can be proposed that the compounds exhibit \'lantern\' type structures where the carboxylate ligands bridge two metal ions equatorially by COO- groups, stabilizing the Ru-Ru multiple bound. Due to the presence of two COO- groups for each dicarboxylate ion, there is the occurrence of equatorial bridges between [Ru2]5+ centers too, generating polymeric species constituted by [Ru2(O2C-R-CO2)2]+ units. The chloride or the carboxylate anionic axial ligands, respectively in [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] and [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O)2] compounds, can also bridge the dimetal units in the axial direction. The existence of these axial and equatorial bridges between [Ru2]5+ units generate tridimensional network structures that exhibit two different types of layers, as shown by the analysis of the interplanar distances calculated from powder X-ray diffiaction of the solids. The compounds are thermally stable up to 250°C as indicated by thermogravimetric analysis. Above this temperature, there are losses of mass that correspond to the total losses of the equatorial and the axial ligands considering the RuO2 as the product of thermal decomposition. The [Ru2(adip)2CI], [Ru2(tere)2CI] and [Ru4(dode)5(H2O)2] compounds exhibit large superficial areas, about 170, 100 and 40 m2/g respectively, which could be indicative of microporous structures. These kinds of porous structures can be used as adsorbents for gases, for example. It makes the compounds very interesting for application as new microporous materiaIs, specially for the former which has a superficial area twice as bigger as the second one that is described in the literature as good adsorbent for N2, O2e Ar.

Compostos do tipo [M2(O2CR)4] com ligação múltipla direta entre os centros metálicos apresentam importância do ponto de vista teórico bem como da química aplicada a diversas áreas. Recentemente tem havido um grande interesse voltado, especialmente, para o design de novos materiais construídos com base nestas unidades dimetálicas. O principal objetivo deste trabalho é o estudo de complexos de rutênio que apresentam núcleos M2 de valência mista do tipo Ru2(lI,III) com ligantes dicarboxílicos. A partir do complexo [Ru2(OAc)4CI], foram sintetizados compostos com os ligantes dicarboxilatos -O2C-R-CO2-, em que R são cadeias carbônicas saturadas (succinato, adipato e dodecanodioato) ou anéis aromáticos (tereftalato e 4,4\'-bifenildicarboxilato). Modificando-se a metodologia de síntese, foi possível isolar dois tipos de compostos: [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip, dode, tere e bife) e [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O) 2] (R = adip e dode). Todos os compostos apresentam bandas de absorção na região do visível, ao redor de 450 nm, e do infravermelho próximo, ao redor de 1100 nm, que podem ser atribuídas, respectivamente às transições eletrônicas π (Ru-O, Ru2) → π* (Ru2) e δ (Ru2) → δ* (Ru2). Estas transições são características de espécies de [Ru2]5+, comprovando a manutenção das ligações metal-metal nos derivados. Os valores dos momentos magnéticos efetivos (µeff), calculados com base em medidas de susceptibilidade magnética, estão na faixa de 3,8-4,4 M.B para os compostos [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip e dode) e correspondem à configuração eletrônica do estado fundamental do tipo σ2 µ4 δ2 (µ*)2 (δ *)1, com três elétrons desemparelhados, que é observada para carboxilatos de dirutênio (lI,III). Valores de µeff um pouco mais altos foram obtidos para os demais compostos, provavelmente devido à existência de algum tipo de acoplamento magnético. Nos espectros vibracionais FT-IR, observam-se bandas na faixa de 1470 a 1390 cm-1, que é típica das frequências de estiramentos νa e νs dos grupos COO- de carboxilatos ligados em ponte. Bandas relativas às frequências de estiramento das ligações metal-metal, ν(Ru-Ru), são observadas nos espectros Raman ao redor de 330 cm-1. Estes dados indicam que os compostos apresentam estruturas do tipo gaiola em que os ligantes carboxilatos formam pontes equatoriais (via grupo COO-) entre dois íons metálicos, estabilizando a ligação múltipla Ru-Ru. Devido à presença de dois grupos COO- para cada íon dicarboxilato, ocorre também a formação de pontes equatoriais entre centros de [Ru2]5+, gerando espécies poliméricas constituídas por unidades [Ru2(O2C-R-CO2)2]+. As posições axiais são ocupadas pelos ânions cloreto ou carboxilato, respectivamente nos casos dos compostos [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] e [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O)2], que também formam pontes entre unidades dimetálicas. As presenças das pontes axiais e das pontes equatoriais entre unidades de [Ru2]5+ gerando estruturas tridimensionais que apresentam dois tipos distintos de lamelas ou camadas foram comprovadas com base nos valores das distâncias interplanares calculadas a partir dos difratogramas de raios-X de pó dos compostos. Os compostos são termicamente estáveis até a temperatura de ~ 250°C, conforme verificado por meio de estudos de análise termogravimétrica. Acima desta temperatura, começam a ocorrer perdas de massa que correspondem às perdas totais dos ligantes equatoriais e axiais, considerando-se o RuO2 como produto final das decomposições térmicas. Os compostos [Ru2(adip)2CI], [Ru2(tere)2CI] e [Ru4(dode)5(H2O)2] apresentam áreas superficiais elevadas, aproximadamente iguais a 170, 100 e 40 m2/g, respectivamente, que podem estar relacionadas à formação de estruturas microporosas. Estes tipos de estruturas com poros podem atuar como adsorvedores de gases, por exemplo, o que torna os compostos bastante promissores para aplicação na área de novos materiais microporosos, especialmente o primeiro cuja área é cerca de duas vezes maior do que a do segundo, o qual está descrito na literatura como bom adsorvedor para N2, O2 e Ar. / Compounds containing dimetal units [M2(O2CR)4] which have metal-metal multiple bonds are of great interest in both theoretical and applied chemistry. Recently they have been investigated as important compounds for the design of new materiaIs. The main goal of this work is the study of mixed valent diruthenium carboxylates. Compounds formed by Ru2(II,III) centers and -O2C-R-CO2- dicarboxylate ligands, where R is a saturated carbon chain (succinate, adipate and dodecanodioate) or aromatic ring (terephthalate and 4,4\'-diphenyldicarboxylate), were synthesized. Two types of compounds were obtained depending on the synthetic methodology: [Ru2( O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip, dode, tere and bife) and [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O) 2] (R = adip and dode). AlI compounds exhibit absorption bands in the visible region, around 450 nm, and in the near infrared, around 1100 nm, which can be ascribed respectively to the π (Ru-O, Ru2) → π* (Ru2) and δ (Ru2) → δ* (Ru2) electronic transitions. These are characteristic of [Ru2]5+ dimetal species, indicating that the metal-metal bonds are present in the derivatives. The effective magnetic moments (µeff) values calculated from magnetic susceptibilities data are in the range of 3.8 - 4.4 B.M. for the [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] (R = succ, adip and dode) compounds, corresponding to the σ2 µ4 δ2 (µ*)2 (δ *)1 ground state electronic configuration, with three unpaired electrons, that is observed for diruthenium (II,III) carboxylates. Higher µeff values found for the other compounds can be due to some type of magnetic coupling. The FT-IR vibrational spectra show characteristic bands in the region of 1470 1390 cm-1 that is typical of symmetric and asymmetric bridging carboxylate stretching modes. The metal-metal stretching modes, ν (Ru-Ru), are observed in the Raman spectra around 330 cm-1. Based on these results, it can be proposed that the compounds exhibit \'lantern\' type structures where the carboxylate ligands bridge two metal ions equatorially by COO- groups, stabilizing the Ru-Ru multiple bound. Due to the presence of two COO- groups for each dicarboxylate ion, there is the occurrence of equatorial bridges between [Ru2]5+ centers too, generating polymeric species constituted by [Ru2(O2C-R-CO2)2]+ units. The chloride or the carboxylate anionic axial ligands, respectively in [Ru2(O2C-R-CO2)2CI] and [Ru4(O2C-R-CO2)5(H2O)2] compounds, can also bridge the dimetal units in the axial direction. The existence of these axial and equatorial bridges between [Ru2]5+ units generate tridimensional network structures that exhibit two different types of layers, as shown by the analysis of the interplanar distances calculated from powder X-ray diffiaction of the solids. The compounds are thermally stable up to 250°C as indicated by thermogravimetric analysis. Above this temperature, there are losses of mass that correspond to the total losses of the equatorial and the axial ligands considering the RuO2 as the product of thermal decomposition. The [Ru2(adip)2CI], [Ru2(tere)2CI] and [Ru4(dode)5(H2O)2] compounds exhibit large superficial areas, about 170, 100 and 40 m2/g respectively, which could be indicative of microporous structures. These kinds of porous structures can be used as adsorbents for gases, for example. It makes the compounds very interesting for application as new microporous materiaIs, specially for the former which has a superficial area twice as bigger as the second one that is described in the literature as good adsorbent for N2, O2e Ar.