Orientador: Heloise de Oliveira Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T11:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_Angela_D.pdf: 3045566 bytes, checksum: 280ada8d591e09adc89304ad0847ca95 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A síntese da peneira molecular vanadoaluminossilicato com estrutura MWW, [V,Al]-MCM-22, foi realizada por tratamento hidrotérmico estático. Os materiais recém sintetizados, calcinados e trocados com íons H, Na ou K foram caracterizados por diversas técnicas analíticas e espectroscópicas. Foi preparado também um material por troca iônica do [Al]-MCM-22 com íons vanadila, o VO-[Al]-MCM-22. Todos os materiais apresentaram estrutura cristalina semelhante à observada para o [Al]-MCM-22. A presença de sítios redox (pares V/ V) foi monitorada por espectroscopia no UV -Vis com refletância difusa e por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTlR) com adsorção de CO a 100 K. As características ácidas foram monitoradas por FTlR com adsorção de NH3 e por dessorção termoprogramada (TPD) de NH3. Em testes catalíticos na reação de desidrogenação oxidativa do propano, os vanadoaluminossilicatos apresentaram maiores valores de conversão em relação aos aluminossilicatos, com valores de seletividade semelhantes. A troca iônica com íons alcalinos pode promover modulação na acidez dos catalisadores, tomando-os mais seletivos, por diminuir a seletividade para produtos de craqueamento. / Abstract: The synthesis of the vanadoaluminosilicate molecular sieve with MWW structure, [V,AI]-MCM-22, has been performed by static hydrothermal synthesis. As-synthesized, calcined, and H, Na or K ion-exchanged materiaIs were characterized by various analytical and spectroscopical techniques. It has also been prepared a material by ion-exchanging [AI]-MCM-22 with vanadyl ions, VO-[AI]-MCM-22. AlI the materiaIs presented a crystalIine structure similar to that observed for [AI]-MCM-22. The presence of redox sites (V/ V couples) was monitored by diffuse reflectance UV-vis spectroscopy and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTlR) with CO adsorption at 100 K. Acid characteristics were monitored by FTlR with NH3 adsorption and by thermoprogrammed NH3 desorption (TPD). When tested in the oxidative dehydrogenation of propane catalytic reaction, vanadoaluminosilicates presented higher conversion values when compared to aluminosilicates, with similar selectivity data. Ion-exchange with alkaline ions may promote modulation in the acidity of the catalysts, making them more selective by decreasing their selectivity to products of cracking reactions. / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Quimica

O uso do óxido de nióbio como promotor e como suporte tem sido investigado em numerosas aplicações catalíticas, tais como, na oxidação seletiva, conversão de hidrocarbonetos, polimerização, eliminação de poluentes (NOx), desidrogenação, etc. Sabe-se que a adição de nióbio na γ-Al2O3 melhora a acidez, a seletividade e a estabilidade térmica e, conseqüentemente, a atividade catalítica desses materiais. A atividade catalítica dos sistemas contendo nióbia suportada é decorrente das diferentes espécies redox do óxido de nióbio presentes nas superfícies do sólido. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência do teor de nióbio e vanádio no sistema catalítico V2O5/Nb2O5-Al2O3 na reação de desidrogenação oxidativa do propano. A fim de alcançar o objetivo deste trabalho, as seguintes técnicas de caracterização foram utilizadas: volumetria de N2 (área específica e volume de poros), redução a temperatura programada, difratometria de raios X (DRX) e espectroscopia Raman. As propriedades ácidas e/ou básicas dos suportes e catalisadores foram avaliadas através da reação de decomposição do isopropanol. / The use of niobium oxide as a promoter and as a support has been investigated in various catalyst applications, such as selective oxidation, hydrocarbonate conversion, polymerization, elimination of (NOx) pollutants, dehydrogenation, etc. It is known that adding niobium to γ-Al2O3 improves acidity, selectivity and thermal stability and consequently the catalyst activity of these materials. The catalyst activity of systems containing supported niobium is due to the different redox species of niobium oxide present on the solid surface. This study aims to evaluate the influence of the niobium and vanadium content in the V2O5/Nb2O5-Al2O3 catalyst system in the propane oxidative dehydrogenation reaction. Aiming the target of this study, the following characterization techniques were used: N2 volumetry (specific area and pore volume), temperature-programmed reduction, X-ray diffractometry (DRX), and Raman spectroscopy. The acid-base properties of the supports and catalysts were studied through isopropanol decomposition reaction.

O uso do óxido de nióbio como promotor e como suporte tem sido investigado em numerosas aplicações catalíticas, tais como, na oxidação seletiva, conversão de hidrocarbonetos, polimerização, eliminação de poluentes (NOx), desidrogenação, etc. Sabe-se que a adição de nióbio na γ-Al2O3 melhora a acidez, a seletividade e a estabilidade térmica e, conseqüentemente, a atividade catalítica desses materiais. A atividade catalítica dos sistemas contendo nióbia suportada é decorrente das diferentes espécies redox do óxido de nióbio presentes nas superfícies do sólido. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência do teor de nióbio e vanádio no sistema catalítico V2O5/Nb2O5-Al2O3 na reação de desidrogenação oxidativa do propano. A fim de alcançar o objetivo deste trabalho, as seguintes técnicas de caracterização foram utilizadas: volumetria de N2 (área específica e volume de poros), redução a temperatura programada, difratometria de raios X (DRX) e espectroscopia Raman. As propriedades ácidas e/ou básicas dos suportes e catalisadores foram avaliadas através da reação de decomposição do isopropanol. / The use of niobium oxide as a promoter and as a support has been investigated in various catalyst applications, such as selective oxidation, hydrocarbonate conversion, polymerization, elimination of (NOx) pollutants, dehydrogenation, etc. It is known that adding niobium to γ-Al2O3 improves acidity, selectivity and thermal stability and consequently the catalyst activity of these materials. The catalyst activity of systems containing supported niobium is due to the different redox species of niobium oxide present on the solid surface. This study aims to evaluate the influence of the niobium and vanadium content in the V2O5/Nb2O5-Al2O3 catalyst system in the propane oxidative dehydrogenation reaction. Aiming the target of this study, the following characterization techniques were used: N2 volumetry (specific area and pore volume), temperature-programmed reduction, X-ray diffractometry (DRX), and Raman spectroscopy. The acid-base properties of the supports and catalysts were studied through isopropanol decomposition reaction.

Em ultimas décadas, a conversão de alcanos leves em suas correspondentes olefinas tem sido objeto de intensas pesquisas, impulsionadas inclusive pelo aumento crescente da demanda do propileno como um importante produto petroquímico. A desidrogenação oxidativa (ODH) do propano representa uma via alternativa promissor para a produção de propeno, ao apresentar-se como uma reação exotérmica e não limitada termodinamicamente. Diferentes óxidos suportados ou mistos têm sido desenvolvidos com a finalidade de aumentar a atividade e seletividade em relação as olefinas. Metais alcalinos são importantes agentes promotores que proporcionam uma melhor seletividade as olefinas devido a redução da acidez e aumento da basicidade da superfície do catalisador. A proposta deste presente trabalho foi desenvolver metodologias de síntese de catalisadores de oxido de vanádio suportado em aluminas de diferentes fases cristalinas e dopados com sódio ou potássio a fim de avalia-los em testes catalíticos de desidrogenação oxidativa do propano. Para tanto, foram utilizadas as seguintes técnicas de caracterização: volumetria N2, difratometria de raios X (DRX) e redução a temperatura programada (RTP). As características acidas e/ou básicas dos suportes e catalisadores foram avaliadas pelas reações de decomposição de isopropanol. / In recent decades, the conversion of light alkanes to their corresponding olefins has been the subject of intense research, mainly driven by the increasing demand of propylene as an important petrochemical product. Oxidative dehydrogenation (ODH) propane is a promising alternative way to propylene production, which it is presented as an exothermic reaction and not limited thermodynamically. Different supported or mixed oxides have been developed in order to increase the activity and selectivity to olefins. Alkali metals are important promoters, which provide improved selectivity to olefins due to reduction of acidity and increasing basicity of the catalyst surface. The purpose of the present study was to develop synthesis methods of vanadium oxide catalysts supported on alumina of the different crystalline phases and doped with sodium or potassium in order to evaluate them in catalytic tests of propane oxidative dehydrogenation. For in such a way, the following characterization techniques were used: N2 volumetry, X-ray diffractometry (XRD) and temperature programmed reduction (TPR). The properties acid and/or basic of supports and catalysts were evaluated by the isopropanol decomposition reaction.

Em ultimas décadas, a conversão de alcanos leves em suas correspondentes olefinas tem sido objeto de intensas pesquisas, impulsionadas inclusive pelo aumento crescente da demanda do propileno como um importante produto petroquímico. A desidrogenação oxidativa (ODH) do propano representa uma via alternativa promissor para a produção de propeno, ao apresentar-se como uma reação exotérmica e não limitada termodinamicamente. Diferentes óxidos suportados ou mistos têm sido desenvolvidos com a finalidade de aumentar a atividade e seletividade em relação as olefinas. Metais alcalinos são importantes agentes promotores que proporcionam uma melhor seletividade as olefinas devido a redução da acidez e aumento da basicidade da superfície do catalisador. A proposta deste presente trabalho foi desenvolver metodologias de síntese de catalisadores de oxido de vanádio suportado em aluminas de diferentes fases cristalinas e dopados com sódio ou potássio a fim de avalia-los em testes catalíticos de desidrogenação oxidativa do propano. Para tanto, foram utilizadas as seguintes técnicas de caracterização: volumetria N2, difratometria de raios X (DRX) e redução a temperatura programada (RTP). As características acidas e/ou básicas dos suportes e catalisadores foram avaliadas pelas reações de decomposição de isopropanol. / In recent decades, the conversion of light alkanes to their corresponding olefins has been the subject of intense research, mainly driven by the increasing demand of propylene as an important petrochemical product. Oxidative dehydrogenation (ODH) propane is a promising alternative way to propylene production, which it is presented as an exothermic reaction and not limited thermodynamically. Different supported or mixed oxides have been developed in order to increase the activity and selectivity to olefins. Alkali metals are important promoters, which provide improved selectivity to olefins due to reduction of acidity and increasing basicity of the catalyst surface. The purpose of the present study was to develop synthesis methods of vanadium oxide catalysts supported on alumina of the different crystalline phases and doped with sodium or potassium in order to evaluate them in catalytic tests of propane oxidative dehydrogenation. For in such a way, the following characterization techniques were used: N2 volumetry, X-ray diffractometry (XRD) and temperature programmed reduction (TPR). The properties acid and/or basic of supports and catalysts were evaluated by the isopropanol decomposition reaction.