Orientador: Elizabete Jordão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T20:19:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MendozaMarin_FlorentinoLazaro_M.pdf: 4578639 bytes, checksum: 468677ab41d670c07b78ead6237fe7ff (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O tema deste estudo pertence ao campo da ciência aplicada da Química Fina. Assim pesquisamos um tema de catalise heterogênea, particularmente de hidrogenação seletiva do citral para produção de álcoois insaturados(geraniol e nerol), no processo complexo de três fases: gasosa, líquida e sólida. As condições de reação foram pressão 50 bar, temperatura 126°C, velocidade de agitação 1500 rpm e massa de catalisador 300 mg. Os catalisadores empregados na reação foram: Pt-Sn/Si02 e Pt-Sntri02, com teor metálico de 4,2%Pt e 0,8%Sn. Os catalisadores preparados por co-impregnação tiveram como precursores:H2PtCk 14H2O e SnCh.4H2O. Após a etapa de impregnação os catalisadores foram submetidos a secagem a 120°C/15h, a calcinação em temperaturas de 300°C/3h e 500°C/3h e, redução a 150, 200 e 300°C/6h. Usaram-se diferentes técnicas de caracterização para a determinação do tamanho de grãos do suporte, do tamanho de metais superficiais e segregação superficial de Sn e Pt por efeito da temperatura(MEV); da composição real de Pt(AA); da variação do tamanho de Pt por efeito da temperatura(XRD, QULM); da diminuição de sitios ativos por efeito da temperatura(QUlM); da formação de produtos e subprodutos após preparação(TGA, TPR, XRD); da perda de massa dos catalisadores(TGA) e do perfil de temperatura de redução dos metais(TPR). Os catalisadores submetidos à influência do tratamento térmico, após 2 horas de reação, em catalisadores não calcinados mostraram alta atividade, conversão de 100% constante e seletividade aos álcoois insaturados aumentando com a temperatura de redução. Com o aumento da temperatura de calcinação nos catalisadores Pt-Sn/Si02 obteve-se atividade alta, conversão de 100% constante e seletividades que aumentam até 79% e nos catalisadores Pt-Sntri02 obteve-se uma atividade alta, diminuição da conversão e aumento da seletividade até 96%. O efeito da temperatura de redução em catalisadores Pt-Sn/Si02 mostrou atividade variável, conversão de 100% constante e seletividade que aumenta levemente a partir de um ponto, já em catalisadores Pt-Sntri02 verificou-se atividade e conversão constantes e seletividades que diminuem a partir de um máximo. Os resultados foram associados ao tamanho da partícula da fase metálica (Pt) obtido por efeito dos tratamentos térmicos empregados / Abstract: The theme of these study concern to the applied science field of Fine Chemistry. Thus, we investigate a heterogeneous catalysis theme, particularly of selective hydrogenation of citral for production of unsaturated alcohols (geraniol and nerol), in complex process of three phases: gaseous, liquid and solid. The reaction conditions were pressure 50 bar, temperature 126°C, stirring speed 1500 rpm and mass ofcatalysts 300 mg. The used catalysts in the reaction were: Pt-SnlSiOz and Pt-SnlTiOz, with metallic contents of 4,2%Pt and 0,8%Sn. The prepared catalysts by co-impregnation had used how precursors: HzPtCk 14HzO and SnCh.4HzO. After impregnation, the catalysts were submitted to drying of 120°C/15h, the calcination temperature of 300°C/3h and 500°C/3h and reduction at 150,200 and 300°C/6h. Used them different techniques of characterization for determination of the size support grain, the size superficial metaIs and superficial segregation of Sn and Pt by temperature effect(MEV); the real composition of Pt(AA); the size variation of Pt by temperature effect(XRD, QUIM); the reduction of active sites by temperature effect (QUIM); the formation of products and sub-products after preparation (TGA, TPR,XRD); the mass loss catalysts(TGA) and the temperature reduction profile of the metals(TPR). The submitted catalysts to the thermal treatment influence after 2 hours of reaction, in catalysts not calcined carried to high activity, 100% constant conversion and selectivity to unsaturated alcohol that increase with reduction temperature. With the increase of calcination temperature in the catalysts Pt-SnlSiOz obtained them a high activity, 100% constant conversion, and increase selectivity up to 79% and in the catalysts Pt-SnlTiOz obtained them a high activity, decrease conversion and increase selectivity up to 96%. The reduction temperature effect in catalysts Pt-SnlSiOz showed them variable activity, 100% constant conversion and lightly increase selectivity of a point, already in catalysts Pt-SnlTiOz verified them the constant activity e conversion and decrease selectivity to begin of a maximum. The resulting obtained were associated to the particle size ofthe phase metallic (Pt) by effect ofthe thermal treatment used. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T08:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_RafaelMenegasside_D.pdf: 10866159 bytes, checksum: 4bd6a2150cb2f83f827ec8b6dc6a40a3 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta dissertação apresenta a obtenção de modelos cinéticos das reações de hidroconversão de resíduo de vácuo Marlim. O presente trabalho fez parte de um convênio com a PETROBRAS. Inicialmente, foram efetuados diversos experimentos de hidroconversão em reator de mistura batelada, empregando-se RV Marlim misturado a óleo decantado de FCC (80/20%p/p) como carga. Os experimentos foram efemados a diversas razões óleo/catalisador (catalisador comercial NiMo em alumina), temperaturas e tempos na temperatura de reação (de O a 4h), a uma pressão de 110 har com t1uxo de hidrogênio. O produto líquido foi analisado no CENPES, sendo obtidos hidrodesmetalização (HDM referente à V) de até 100%, hidrodcssulfurização (HDS) de até 90% e conversões de até 70%. Carga e produtos foram separados em pseudocomponentes de interesse no refino (RV, gasóleo, diesel, nafta e gás). Foram propostas diversas cinéticas de conversão e hidrotratamento (HDS, HDM), envolvendo reações térmicas e catalíticas. As funções minimizadas para ajuste do modelo foram do tipo mínimos-quadrados. Para os dados multiresposta (conversões) foi também utilizado o critério de Box e Draper. Os modelos consistiram de sistemas de equações diferenciais, que foram solucionados ao longo do tempo, levando em conta os perfis experimentais de temperatura. Os métodos de otimização usuais para ajuste de parâmetros apresentaram dificuldades no ajuste devido à existência de muitos mínimos locais. O método de minimização por simulated annealing mostrou melhores resultados, escapando de mínimos locais, ao custo de muitos cálculos da função. Alternativamente, a cada etapa do resfriamento simulado, foi proposta a aplicação de minimização do tipo Newton como aceleração, resultando em um método híbrido. Diversos modelos foram testados, permitindo descriminar efeitos térmicos e catalíticos e tomando as cinéticas próprias para emprego em modelos de reatores de leito expandido ou lama (com diversas concentrações de catalisador) / Abstract: In this work kinetic models are obtained for the Marlim vacuum residua (VR) hydroconversion. This is a joint work with PETROBRAS SA. First, several hydroconversion experiments were held on a stirred batch reactor, the feedstock being Marlim VR mixed with FCC decant oil in a 80/20% weight basis. Several temperatures and oil/catalyst ratios were used (catalyst is a commercial NiMo in y­alumina) at different times (O to 4h), at a 110 bar pressure, being kept hydrogen t1ux. The collected product was analysed at PETROBRAS Research Center 1'acilities (CENPES), being obtained hydrodemetalization (HDM) convcrsion 01' up to 100% (vanadium), hydrodesulfurization (HOS) of up to 90% and hydrocracking (HCC) convcrsion up to 70%. Feedstock and products were separatcd in pseudocompounds 01' intcrest in refining industry (VR, gasoil, diesel oil, naphtha and gas). Several HOM, HOS and HCC kinetics were proposed, involving thermal and catalytic contributions. The resulting models consisted of systcms 01' di1'fcrential equations, which were solved along the time taking into account the experimental temperature profile. The Chi-squarc and Box and Oraper criteria objective 1'unctions were minimised to adjust modcl paramctcrs. The usual optimisation methods (gradientless Nelder & Mead Simplex, and gradicnt local minimisation Newton-kind methods) werc not c1'fcctive , duc to thc cxistencc 01' many local minima. A si11lulated annealing continuous minimisation method showed to be effective. A new more cffective hybrid proposed method was developed, applying a Newton-like method between certain si11lulated annealing steps. Several modcls wcre tested, allowing to unscramblc thermal and catalytic e1'fects in the developed kinetics, allowing them to be applied to different catalyst conccntration reactor hydrodynamic models (likc expandcd or bubble-column rcactors) / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Antonio Jose Gomez Cobo, Wagner Alves Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanutelo_Cristiane_M.pdf: 6296648 bytes, checksum: d0a5733122c9f01d2f0c76ea9acfe714 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A hidrogenação parcial do benzeno é uma reação química de interesse industrial, uma vez que o cicloexeno obtido pode ser empregado para a produção de diversos produtos. Além disso, ainda encontra uma importante aplicação na proteção ambiental, face às severas restrições à presença de compostos aromáticos nos combustíveis. O presente trabalho tem o objetivo de estudar a influência do tratamento aplicado ao suporte no desempenho de catalisadores de Ru sobre carvão ativado, destinados à reação de hidrogenação parcial do benzeno em fase líquida. Para tanto, um carvão ativado comercial foi submetido a diferentes tratamentos físicos e/ou químicos. Os sólidos obtidos foram empregados como suporte na preparação de catalisadores 5 % Ru/C. Os catalisadores foram preparados através de impregnação à seco, partindo-se de uma solução aquosa do precursor RuCl3.xH2O. Após impregnação, alguns catalisadores foram submetidos a uma redução direta sob H2, à temperatura de 423 K, com o intuito de avaliar os efeitos de tal tratamento de ativação. Os suportes preparados foram caracterizados através da adsorção de N2 (método de B.E.T.), titulação de Boehm, titulação potenciométrica e da determinação da entalpia de imersão em água. A espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X foi utilizada para estudar a superfície de suportes e catalisadores, enquanto que a microscopia eletrônica de varredura possibilitou determinar a composição química e observar a morfologia dos catalisadores. O desempenho dos catalisadores de Ru/C foi avaliado na reação de hidrogenação do benzeno em fase líquida, empregando-se um reator Parr do tipo "slurry". A reação foi conduzida sob pressão total de 5,0 MPa de H2, à temperatura de 373 K e com a presença de água no meio reacional. Os resultados obtidos indicam que o desempenho catalítico do sistema Ru/C é influenciado por determinados grupos funcionais presentes na superfície do carvão ativado. Os grupos carbonila diminuem a atividade e a seletividade da reação, enquanto que um aumento dos grupos carboxílicos conduz a catalisadores mais ativos e a maiores rendimentos em cicloexeno. / Abstract: The partial hydrogenation of benzene is a chemical reaction of industrial interest, as the cyclohexene obtained may be used to production of several products. Moreover, it also finds important application in the ambient protection, face to the severe restrictions to the aromatical composite presence in fuels. The aim of the present work is to study the influence of the treatment applicated the support on the performance of Ru catalysts on activated charcoal, to the benzene partial hydrogenation reaction in liquid phase. Therefore, commercial activated charcoal was submitted by means of different physical and/or chemical treatments. The solids obtained were used as support to the preparation of 5 wt.% Ru/C catalysts. The catalysts were prepared by incipient wetness impregnation method, through an aqueous solution of the precursor RuCl3.xH2O. After impregnation, some catalysts were submitted a direct reduction in H2 atmosphere at the temperature of 423 K, in order to evaluate the effects of such treatment of activation. The supports prepared were characterized by N2 adsorption (B.E.T. method), Boehm's titration, potenciometric titration and determination of the enthalpy of immersion in water techniques. The X-ray photoelectron spectroscopy technique was used to study the surface of supports and catalysts, whereas the electronic scanning microscopy allowed to determine the chemical composition and observe the morphology of the catalysts. The performance of the Ru/C catalysts was evaluated in the benzene hydrogenation reaction, using a Parr reactor of type "slurry". The reaction was conducted under total pressure of 5,0 MPa of H2 at a temperature of 373 K, with the presence of water in reactional medium. The results obtained indicate that the catalytic performance of the system Ru/C is influenced for determined functional groups present on the surface of activated charcoal. The carbonyl groups decrease the activity and selectivity of the reaction, while an increase of the carboxylic groups leads to more active catalysts and the highest yield of cyclohexene. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Elizabete Jordão, Wagner Alves Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:40:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontana_Juliane_M.pdf: 5044648 bytes, checksum: 2a0b462b72496e9b47267e9b9f42175d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência dos suportes La2O3, TiO2, SiO2 e Nb2O5 na hidrogenação do adipato de dimetila (ADM) para obtenção do 1,6-hexanodiol por catalisadores a base de rutênio na presença do promotor estanho. Reações de hidrogenação de ácidos e ésteres dicarboxílicos são tidas como complexas devido à possibilidade de ocorrência de inúmeros produtos relacionados a reações laterais. Geralmente, os processos industriais são conduzidos sob condições de pressão e temperatura de 150 atm e 250°C. Assim, torna-se interessante o desenvolvimento de catalisadores específicos e que atuem em condições mais brandas de processo. Os catalisadores foram preparados pelo método de co-impregnação, calcinados e reduzidos a 400°C. Os testes catalíticos foram realizados a 255°C e 50 atm. Os produtos da reação foram quantificados e identificados por CG e CG-MS. Análises de difração de raios X (DRX) revelaram a titânia utilizada é da fase rutilo e, portanto menos suscetível ao efeito SMSI. Além disso, identificou-se a presença de La(OH)3 no óxido de lantânia, também evidenciada por análise termogravimétrica (TGA). Os testes catalíticos e as análises por redução a temperatura programada (TPR) revelam grande influência do suporte sobre a formação da fase ativa, assim como na redutibilidade das espécies metálicas, que foi atribuído a diferentes níveis de interação dos metais com os suportes. No sistema RuSn/La2O3, a interação metal-suporte prevaleceu, dificultando a redução dos metais, não favorecendo o desempenho do catalisador, que apresentou baixa atividade e seletividade ao diol (9,7%). Tal comportamento é explicado pela supressão da formação de espécies iônicas de Sn que contribuiriam na ativação da ligação C=O, além do possível recobrimento dos sítios metálicos não ativos de óxidos de estanho, diminuindo a taxa de hidrogenação. Nos sistemas RuSn/TiO2, os resultados indicam a criação de uma nova fase, possivelmente uma liga metálica, apresentando conversão de 51,5%, porém com seletividade ao diol de 19%. Já os catalisadores suportados em SiO2 e Nb2O5 apresentaram seletividades ao diol bastante promissoras 59 e 50%, com conversões de 57 e 28%, respectivamente, indicando que as fases ativas criadas na interface metal-suporte são adequadas à hidrogenação do grupo éster no ADM. A presença de espécies positivamente carregadas de estanho atuando como sítios ácidos de Lewis pode ser considerada responsável pela interação com o oxigênio das carbonilas. Desse modo, verifica-se que um efeito sinérgico entre promotor e suporte é fundamental para contribuir com a produção do diol. / Abstract: The present work evaluates the influence of RuSn catalyst supported on La2O3, TiO2, SiO2 and N2O5 at dimethyl adipate (DMA) hydrogenation to obtain 1,6-hexanodiol. Diols are obtained by the catalytic hydrogenation of dicarboxilic acids and their esters. The relative low polarity of carbonyl groups in such compounds and the possibility of a wide range of intermediate products formation reveal the reaction complexity. Commonly, the manufacturing diol processes require drastic conditions of pressure and temperature, about 240°C and 150 atm. The development of a more active catalyst under mild reaction conditions has been getting attention. The catalysts were prepared by impregnation method, calcined and reduced at 400°C. The reactions were carried out in liquid phase in a PARR high pressure reactor at 255°C and 50 atm. Samples were analysed by gas chromatography. X-ray diffraction (XDR) indicates a rutile phase on titania that is less susceptible to SMSI effect. It also identified the presence of La(OH)3 in lanthanium oxide, by termogravimetric analyses (TGA), too. Catalytic test and temperature programmed reduction (TPR) show great support influence on active phase formation, as well as on the reducibility of metallic species, which was attributed to different kinds of interaction among metals and support. To the RuSn/La2O3 catalyst, the metal-support interaction is more important, difficulting the metal reduction at lower temperatures and the catalyst performance, that presented low activity and diol selectivity (9,7%). This behaviour is explained by suppression of ionic tin formation that could contribute to C=O bond activation, besides the possibility of recovering of metallic sites with not active tin oxides. The results with RuSn/TiO2 indicate the creation of a new phase, possibly a RuSn alloy, with conversion of 51,5%, but 19% of diol selectivity. On the other hand, the catalysts supported on SiO2 and Nb2O5 show higher selectvities to diol, 59 and 50% and conversion of 57 and 28%, respectively, indicating that the new active phases formed at metalsupport interface are able to hydrogenate the DMA ester group. The presence of positively charged tin species acting as Lewis acid sites could be considered as responsible for the carbonyl activation. It is also verified that a synergic effect between promoter and support is extremely important to the 1,6-hexanodiol formation. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suppino_RaphaelSoeiro_M.pdf: 3682407 bytes, checksum: 9e1b8ac86459e6d0a450f3e0aaea6013 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A reação de hidrogenação parcial do benzeno em fase líquida tem sido estudada com vistas à obtenção do cicloexeno. Este produto de alto valor agregado pode ser utilizado para a obtenção de poliamidas, como o nylon, através de uma rota industrialmente simples e ecologicamente correta. Esta reação possui ainda uma importante aplicação na proteção ambiental, face às severas restrições à presença de compostos aromáticos nos combustíveis. O presente trabalho tem por objetivo estudar o desempenho de catalisadores de Ru/Al2O3 e Ru/CeO2 preparados através dos métodos de impregnação incipiente e impregnação úmida. Objetiva-se ainda estudar os efeitos da adição de solventes orgânicos ao meio reacional, e a utilização dos solventes na separação dos produtos da reação. Os catalisadores estudados foram preparados a partir de soluções aquosas de RuCl3.xH2O. No caso da impregnação incipiente, os sólidos foram secos a 358 K por 24 h e reduzidos sob fluxo de H2 a 573 K por 3 h. No caso da impregnação úmida, os catalisadores foram reduzidos com formaldeído a 353 K, durante a impregnação. Os suportes Al2O3 e CeO2 foram caracterizados através de titulação potenciométrica e a adsorção de N2 (método de B.E.T.) foi empregada para determinar a área específica dos sólidos. As técnicas de MEV+EDX e XPS permitiram avaliar a composição dos sólidos, enquanto que a formação da fase ativa dos catalisadores foi estudada através de TPR. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de hidrogenação parcial do benzeno em fase líquida, conduzida à pressão constante de 5 MPa de H2 e a 373 K num reator Parr do tipo slurry. A destilação extrativa dos produtos de reação foi estudada com o software Aspen Plus®. Os resultados obtidos indicam que os catalisadores de Ru/Al2O3, preparados por impregnação úmida, apresentam os melhores desempenhos catalíticos nesta reação. O rendimento de cicloexeno aumenta com a adição de solvente ao meio reacional, segundo a ordem: monoetanolamina > monoetilenoglicol > n-metil-2-pirrolidona > acetato de etila. Nas condições deste estudo o monoetilenoglicol foi o único solvente capaz de separar todos os produtos de reação com eficiência suficiente para um processo industrial / Abstract: The reaction of partial hydrogenation of benzene in liquid phase has been studied with the purpose of obtaining cyclohexene. This product of high aggregated value can be used to obtain polyamides such as nylon, through a route industrially simple and environmentally friendly. This reaction also has an important application in environmental protection, given the severe restrictions on the presence of aromatics in fuels. In this context, this work aims to study the performance of Ru/Al2O3 and Ru/CeO2 catalysts prepared by the methods of incipient impregnation and wet impregnation. Another object of the present work is to study the effects of adding organic solvents to the reaction medium, and the use of these solvents for the separation of reaction products. The catalysts were prepared from aqueous solutions of RuCl3. xH2O. In the case of incipient impregnation, the solids were dried at 358 K for 24 h and reduced under H2 flow at 573 K for 3 h. In the case of wet impregnation, the catalysts were reduced with formaldehyde at 353 K during the impregnation step. The supports Al2O3 and CeO2 were characterized by potentiometric titration and N2 adsorption (B.E.T. method) was used to determine the specific area of the solids. The techniques of SEM + EDX and XPS allowed the evaluation of the composition of solids, whereas the formation of the active phase of catalysts was studied by TPR. The performance of the catalysts was evaluated in the liquidphase partial hydrogenation of benzene carried out at H2 constant pressure of 5 MPa and 373 K in a slurry Parr reactor. The extractive distillation of the reaction products was studied with the software Aspen Plus ®. The results indicate that the catalysts Ru/Al2O3, prepared by wet impregnation, led to the best performances observed for this reaction. The yield of cyclohexene increases with the addition of solvent to the reaction medium, following the order: monoethanolamine > monoethylene glycol > n-methyl-2-pyrrolidone > ethyl acetate. In this study, monoethylene glycol was the only solvent able to efficiently separate all reaction products to obtain cyclohexene in an industrial process / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

O trabalho apresentado nesta tese é direcionado à preparação e caracterização de compostos aqua e diaquacomplexos polipiridínicos de rutênio(II). A partir da síntese do ligante tripiridina substituida (totpy) e dois ligantes bipiridínicos substituídos (Meo-bipy e NO2-bipy), obtiveram dois grupos de complexos, diferenciando-se em relação ao ligante bidentado fosfina: nonoaqua complexo [Ru(L)(totpy)(OH2)](PF6)2 e Ru(L)2(totpy)(OH2)](PF6)2 [totpy = 4\'-(4-toluil)-2,2\':6\',2\"-tripiridina, L = ligantes fosfínicos] (1) e diaqua complexo [Ru(L)(x-bipy)(OH2)2](PF6)2 (x-bipy = 4,4-dimetoxi-2,2-bipiridina e 4,4-dinitro-2,2-bipiridina, L = ligante bidentado) (2). As caracterizações dos compostos foram realizadas por microanálise, técnicas eletroquímicas (voltametria cíclica e pulso diferencial), EPR, RMN 31P e espectroscopia do u.v. visível. Em eletrocatálise homogênea foi estudado o comportamento eletroquímico dos complexos realizados em diferentes pHs, e suas habilidades como possíveis catalisadores foram testadas em experimentos de eletrooxidações de substratos orgânicos com diferentes funções (álcoois, aromáticos e alifáticos, alquilaromáticos, olefinas e éteres). Nos estudos de eletrocatálise heterogênea foi realizada a imobilização dos complexos em superfícies de eletrodos para a obtenção de eletrodos modificados através de eletrodos de pasta de carbono e eletrodos de carbono vítreo modificados com o monômero [4-(1H-pirrol-1-il)ácido benzóico]; e os testes de reatividade dos eletrodos foram realizados com alguns substratos utilizados em eletrocatálise homogênea. Nossos resultados mostraram que o sistema eletrocatalítico baseado na geração eletroquímica do [Ru(P-P)(totpy)(O)]2+ e [Ru(P-P)(bpy)(O2)]2+ são potencialmente capaz de procedimentos gerais e seletivos para a oxidação de uma série de moléculas orgânicas. A habilidade dos complexos de rutênio para atuar como catalisadores, apresentam dois fatores chave: (a) reatividade característica, através da acessibilidade múltipla de transferência de prótons e elétrons; (b) estabilidade coordenativa nos vários estados de oxidação. As reações de transferência de hidrogênio (reações de reduções) utilizando os aqua/diaqua complexos e seus precursores foram investigadas sob condições similares às descritas em literatura; usando como doador de hidrogênio o isopropanol. Altos valores de conversão de acetofena em 1-feniletanol e carvona em carveol, foram obtidos por alguns sistemas, entretanto, observa-se que existem diferenças acentuadas nos tempos de reações. Os rendimentos elevados (exceção aos compostos com ligantes NO2-bipy) comprovam que o uso de ligantes mistos fósforo-nitrogênio leva também a um aumento da atividade catalítica, e que possivelmente os outros ligantes coordenados ao complexo não interferem na atividade catalítica de modo significante. / In this work polypyridyl aquacomplexes of ruthenium(II) were synthesized and applied in electrooxidations or electrocatalytic oxidations of organic compounds and reduction reactions of ketones. Monoaquacomplexes of ruthenium [Ru(P-P)(totpy)(OH2)](PF6)2, [Ru(PP) 2(totpy)(OH2)](PF6)2 [totpy = 4\'-(4-tolyl)-2,2\':6\',2\"-terpyridine, P-P = phosphine ligand] and diaquacomplexes of ruthenium [Ru(P-P)(x-bipy)(OH2)2](PF6)2 (x-bipy = 4,4-dimethoxy-2,2- bipyridine; 4,4-dinitro-2,2-bipyridine; P-P = phosphine ligand) were synthesized. The complexes were characterized by voltammetric and spectroscopic methods and microanalysis. The complexes were used in electrooxidations of organic compounds with different functional groups. Benzyl alcohol was oxidized to benzaldehyde, cyclohexene to 2- cyclohexen-1-one, 1-pentanol to 1-pentanal, cyclohexanol to cyclohexanone, 1,2-butanediol to 1-hidroxi-2-butanone and 1,4-butanediol to -butyrolactone. Selectivity and good yields were obtained in the electrooxidations. Modified electrodes were obtained by incorporating the complexes to carbon paste electrode, and to poly-[4-(1H-pyrrol-1-yl)benzoic acid] which were deposited by anodic electropolimerization on glassy carbon electrode. Some complexes were used as catalysts in hydrogenation reactions of ketones, very good results were obtained in the conversion of acetophenone to 1-phenylethanol, and of carvone to carveol.

A hidrogenação catalítica por transferência de hidrogênio, utilizando como doador o limoneno e como catalisador 10% Pd/C foi experimentada em cinco cetonas alicíclicas, α,8-insaturadas de seis membros e em uma cetona alifática α, ß,γ ,δ-insaturada. Vários parâmetros de reação foram investigados e tendo como subtrato modeelo a ísoforone. Observou-se 100% de conversão em todas as enonas testadas e aproximadamente 100% de seletividade em cetona saturada nos casos em que o substrato enônico apresentava metilas geminadsa; estabilidae de anel de quatro membros nas condições reacionais e a não seletividade na redução das ligações olefínicas de cetona α, ß,γ ,δ-insaturada. Constatou-se, além de desproporcionação do doador, a ococrrência de um processo competitivo ded desproporcionação do aceptor, o qual foi insignificante no caso de cetonas possuidoas de metilas geminadas, mas perceptível no caso de cetonas que apresentam hidrogênio em cada um dos outros cinco carbonos do anel.

Um suporte catalítico superparamagnético nanoestruturado do tipo \"core-shell\" constituído de núcleos de magnetita revestidos por sílica, obtido por uma microemulsão reversa, foi utilizado como plataforma para o ancoramento de cátions de metais de transição que serviram como precursores na obtenção de nanopartículas de Rh(0), Pt(0) e Ru(0). A superfície do suporte de sílica foi funcionalizada com um aminosilano que permitiu um aumento significativo na quantidade dos íons metálicos sequestrada das soluções aquosas dos sais dos metais estudados. Os nanocatalisadores foram empregados em reações de hidrogenação de alquenos e cetonas em fase líquida e puderam ser facilmente separados pela aplicação de um campo magnético, que foi realizada pelo contato de um imã de neodímio com a parede do reator contendo o catalisador e o produto. A técnica de separação magnética utilizada foi capaz de isolar completamente o sólido da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando-se hidrogênio molecular como agente redutor e dispensou a utilização de agentes redutores mais drásticos como hidretos metálicos que não atendem aos princípios verdes em demanda na nossa sociedade.Todos os sólidos catalíticos desenvolvidos mostraram uma excelente possibilidade de reutilização que comprovou a estabilidade da fase ativa do catalisador, destaca-se a hidrogenação do benzeno pelo catalisador magnético de Rh(0) que pôde ser utilizado por até 20 vezes (número total de rotação igual a 10.240), sem queda significativa de atividade, com freqüência de rotação chegando a 1.167 h-1. A ocorrência de lixiviação de espécies cataliticamente ativas, que é comum em catálise heterogênea em fase líquida, não foi observada nas reações de hidrogenação estudadas. Este fato pode ser atribuído às condições reacionais brandas utilizadas, à forte aderência das nanopartículas metálicas ao suporte funcionalizado com grupos NH2 e ao eficiente método de separação magnética empregado. O procedimento de separação catalisador-produto, além de não fazer uso de métodos físicos de separação mais agressivos como uma centrifugação, permitiu o isolamento dos componentes dentro do próprio reator, descartando a exposição do catalisador à condições atmosféricas e o uso de solventes extras durante o procedimento de separação. / A core-shell superparamagnetic catalytic support comprised of magnetite nanoparticles recovered by silica was obtained using a reverse microemulsion. The material was used as a framework for anchoring transition metal cations that were used for the fabrication of Rh(0), Pt(0) and Ru(0) nanoparticles. The catalysts were employed in the hydrogenation of alkenes and ketones in liquid phase and they showed to be easily recoverable from liquid systems by placing a small neodymium magnet on the reactor wall. The magnetic separation technique provided a complete isolation of the catalyst from the liquid phase containing the products. It also made the use of other separation techniques, commonly used in achieving product separation in liquid-solid heterogeneous systems, such as filtration and centrifugation completely unnecessary. The surface of the silica support was modified with an aminosilane leading to a substantial increasing in the metal uptake from aqueous solutions of Rh, Pt and Ru salts. The hydrogenation reactions were carried out using molecular hydrogen as the reducing agent and they did not require any drastic reducers such as metal hydrides that would go against the principles of green chemistry. The stability of the catalysts were evidenced by the outstanding recycling properties. A single portion of the Rh0 catalyst for instance could be used for up to 20 times in the hydrogenation of benzene (TON: 10,240), and no significant loss in the catalytic activity was observed giving TOF values of up to 1167 h-1. Leaching of active catalytic species which is commonly encountered in heterogeneous solid-liquid systems was also absent in the hydrogenation reactions studied and this finding can be attributed to the mild reaction conditions used, the adherence of Rh, Pt and Ru nanoparticles to the magnetic support functionalized with NH2- groups and the efficient magnetic separation method used in isolating the product that dismiss the use of extra solvents and more aggressive separation methods such as a centrifugation.

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T03:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zonetti_PrisciladaCosta_M.pdf: 2908530 bytes, checksum: 3f02518e296dab156d7d4910c2097277 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo estudar a influência das condições de ativação (calcinação e redução) sobre o desempenho de catalisadores Ru/Ce02, destinados à reação de hidrogenação parcial do benzeno para a obtenção de cicloexeno. Para tanto, catalisadores de RulCe02 foram preparados pelo método da impregnação a seco, partindo-se de uma solução aquosa do precursor metálico RuCl3/xH20. Após a impregnação, os sólidos foram secos a 358K, por um período aproximadamente de 24 h. A seguir, os catalisadores foram submetidos aos tratamentos de calcinação em atmosfera de ar nas temperaturas de 473K e 673K, e/ou reduzidos em atmosfera de H2 nas temperaturas de 523K, 773K e 1023K. Os sólidos obtidos foram caracterizados por meio das técnicas de análise termogravimétrica, medida de área superficial específica (método B.E.T.), difração de raios X, quimissorção de O2, RTP e XPS. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de hidrogenação do benzeno, empregando-se um reator trifásico do tipo leito de lama ("slurry"). A reação foi conduzida sob pressão constante de 5,0 MPa de H2 e à temperatura de 373K, em meio reacional trifásico, contendo água e o aditivo TiC3. Os perfis de TPR dos catalisadores preparados sugerem que uma oxidação profunda do Ru é induzida pelo tratamento de calcinação. Os resultados das análises de XPS confirmam tal suposição, mostrando que o rutênio se encontra na forma de RU02 na amostra calcinada a 673K, enquanto que no sólido reduzido a 773K tem-se Ru no estado metálico. No entanto, a etapa de calcinação, seguida ou não de redução, é fortemente prejudicial ao desempenho catalítico, provavelmente devido à forte oxidação do rutênio, a qual pode ser promovida pelo suporte Ce02. Por sua vez, a redução direta conduz a catalisadores RulCe02 mais ativos, bem como a maiores rendimentos em cicloexeno, ao longo de toda a reação / Abstract: The aim of the present work is to study the influence of the activation conditions (calcination and reduction) on the performance of Ru/CeO2 catalysts, to the benzene partial hydrogenation reaction for cyc1ohexene production. Therefore, Ru/CeO2 catalysts were prepared by incipient wetness impregnation method, through an aquous solution of the RuChxH20 metallic precursor. After the impregnation, the solids were dried at 358K, for a period of 24h. To follow, the catalysts were submitted to the treatments of calcination in air atmosphere at the temperatures of 473K and 673K and/or reduction in H2 atmosphere at the temperatures of 523K, 773K and 1023K. The solids obtained were characterized by means of termogravimetric analysis, measure ofn specific superficial area (BET method), x-ray diffraction, oxygen chemisorption, RTP and XPS techniques. The performance of the catalysts was evaluated in the benzene hydrogenation reaction, with a slurry three-phase reactor. The reaction was lead under constant H2 pressure of 5,OMPa at the temperature of 373K, in a three-phase reactional medium with water and TiCl3 additive. RTP profiles of the prepared catalysts suggest that a deep oxidation of the Ru is induced for the ca1cination treatment. The results of the XPS analyses confirm such assuption, showing that in the ca1cinated sample at 673K the ruthenium form is RUO2, while in the solid reduced at 773K there is Ru in its metallic state. Howerer, the ca1cination step, followed or not of reduction, is strongly harmful to the catalytic perfomance. That is probably due to strong oxidation of the ruthenium, which can be promoted by the CeO2 support. In turn, the direct reduction leads to Ru/CeO2 catalysts more actives, as well as to higher yields of cyc1ohexene, throughout all the reaction / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Elizabete Jordão, Marco Andre Fraga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AdrianaMariada_D.pdf: 1612937 bytes, checksum: f49791f0e2169838eeb54cf08f3dd90b (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado