Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007. / Submitted by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2009-03-04T13:50:56Z
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Dissert_Claudinei corrigida_revisado_ZecaII.pdf: 712606 bytes, checksum: 7839d8f87c5672bd4be9a7e3ee5c75e4 (MD5) / O ácido 12-tungstofosfórico (H3PW12O40 ou HPW) é um heteropoliácido
com ampla utilização em catálise homogênea e heterogênea. Neste trabalho,
esse catalisador foi suportado utilizando-se como matriz a zircônia (ZrO2) por
meio de impregnação em solução aquosa de HCl 0,1 mol/L em diferentes
proporções (5, 10, 15, 20, 25, 40 e 60% em massa). Foram utilizadas nas
caracterizações: FTIR, DRX, FT-Raman e MAS-RMN de 31P. Os resultados
obtidos mostraram que, nas condições e proporções utilizadas, não houve
decomposição da estrutura de Keggin na preparação. Os dados de DRX
indicaram uma alta dispersão do ácido no suporte, sendo a cobertura da
monocamada na zircônia próxima a 20% em massa de HPW. O ZrO2 apresentou
apenas a fase monoclínica em todos os casos. Estudou-se a estabilidade
térmica dos materiais, onde se observou que o início da decomposição da
estrutura de Keggin se deu a partir de 500 ºC quando submetido a um período
de aquecimento de 4 h. Estes resultados também foram comprovados pela
diminuição da atividade catalítica nas reações estudadas. Estes catalisadores,
uma vez preparados e caracterizados, foram submetidos a testes catalíticos por
meio de um estudo cinético das reações de transesterificação de óleo de soja
com etanol e esterificação de ácido oléico com etanol. As condições testadas
foram: proporções variadas de ácido/suporte, álcool/ácido, álcool/óleo em função
do tempo com o objetivo de aperfeiçoar a capacidade catalítica e fazer
correlações com suas propriedades químicas. Os resultados obtidos mostraram
uma conversão satisfatória para a esterificação (88% em 4 h) e para a
transesterificação o rendimento foi mais baixo (10,5% em 24 h). Além disso,
estes catalisadores ácidos apresentam vantagens por serem de fácil manuseio,
transporte e estocagem em função de ser um sólido. Em ambos as reações os
catalisadores apresentaram uma desativação significativa quando reutilizados
diretamente (isto é, sem tratamento), devido a uma possível lixiviação do HPW
ou adsorção de moléculas orgânicas nos sítios ativos do catalisador suportado.
_________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / 12-tungstophosphoric acid (H3PW12O40 or HPW) is a heteropolyacid
largely used for homogeneous and heterogeneous catalysis. In this work, HPW
was supported on zirconia (ZrO2) by impregnation in acidic (HCl 0.1 mol/L)
aqueous solution at different ratios (5, 10, 15, 20, 25, 40 and 60 mass %). The
solids were characterized by FTIR, XRD, FT-Raman, and 31P MAS-NMR. The
results demonstrated that under the experimental conditions, no decomposition
of the Keggin structure was observed. XRD powder diffractions indicated high
dispersion of HPW over the support, and only a monoclinic phase was present
for ZrO2. The monolayer for supported HPW on zirconia was about 20%. The
study of the thermal stability showed that Keggin anion starts to decompose at
500 ºC, when heated for 4 h, which is attested by its decrease of catalytic activity.
Once prepared and characterized, the supported catalysts were used for kinetics
studies of the transesterification of soybean oil with ethanol and esterification of
oleic acid with ethanol. The experimental conditions tested were: different ratios
of HPW/support, ethanol/acid, ethanol/oil and time, in order to optimize the
catalytic performance of this material as well as to correlate with the chemical
properties of the catalysts. The results showed a satisfactory conversion (88% for
4 h) for the esterification, but lower conversion (10.5% for 24 h) for the
transesterification. In addition, the main advantages of these acidic catalysts are
easy operation, transport and stocking because of the solid nature. For both
reactions, the catalysts deactivated when reused directly (i.e., without any
treatment) due to either leaching of HPW or adsorption of organic molecules on
the active sites of the supported catalyst.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/1410 |
| Date | 12 1900 |
| Creators | Oliveira, Claudinei Fabiano de |
| Contributors | Dias, José Alves |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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