Sintese e caracterização de [Nb]-MCM-41 e NbxOy(OH)z-montmorilonita e aplicações em catalise redox e acida
Jean Marcel Ribeiro Gallo
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP G137s
[Synthesis and characterization of [Nb]-MCM-41 and NbxOy(OH)z-montmorillonite and its applications in redox and acid catalysis]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
99f. : il.
Orientadores: Ulf F. Schuchardt, Heloise de Oliveira Pastore
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Resumo: Otimizamos a síntese da Nb-MCM-41 à temperatura ambiente, variando a base, as fontes de sílica e nióbio e a ordem de adição da fonte de nióbio. Os materiais, antes e após a calcínação, foram caracterizados por difração de raios-X e reflectância difusa na região do UV-Vis. A Nb-MCM-41 com o...
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Resumo: Otimizamos a síntese da Nb-MCM-41 à temperatura ambiente, variando a base, as fontes de sílica e nióbio e a ordem de adição da fonte de nióbio. Os materiais, antes e após a calcínação, foram caracterizados por difração de raios-X e reflectância difusa na região do UV-Vis. A Nb-MCM-41 com o melhor resultado foi silanizada e caracterizada por espectroscopia de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), análise termogravimétrica (TGA), adsorção-dessorção de nitrogênio, ressonância magnética nuclear no ângulo mágico (RMN-MAS) de Si, análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio (CHN) e espectroscopia na região do infravermelho (IV). As Nb-MCM-41 calcinada e a silanizada foram testadas na epoxidação de cis-cicloocteno com terc-butilhidroperóxido (TBHP) 69,4 % em cicloexano obtendo após 48 h, 46,6 e 62,2 % de conversão e 77 e 94 % de seletividade, respectivamente. Usando peróxido de hidrogênio 70 % em água obtivemos após 5 h, 8 % de conversão e 80% de seletividade para a amostra calcinada e 13 % de conversão e 70 % de seletividade para a silanizada. Nas reações usando peróxido de hidrogênio aquoso. este foi todo consumido nas 10 primeiras horas. mostrando que o nióbio decompõe facilmente o peróxido de hidrogênio. Montmorilonita K-10 foi trocada com polihidroxi-nióbio e caracterizada por difração de raios-X, TGA, adsorção-desorção de nitrogênio e ICP-OES. O material foi então calcinado a 300. 500 e 900°C para se obter a montmorilonita pilarizada com nióbio que foi caracterizada por difração de raios-X. Observando que mesmo quando a argila é calcinada a 900°C mantém-se a microporosidade, o que é surpreendente, pois a maioria das argilas pilarizadas com óxidos metálicos perde sua microporosidade a cerca de 600°C. A montmorilonita K10 pura, a trocada com nióbio e a pilarizada foram testadas como catalisadores ácidos nas reações de abertura do anel oxirano do oleato de metila epoxidado, usando metanol como nucleófilo, para se obter o b-hidroxiéter correspondente. A argila trocada com nióbio foi mais ativa que as demais. mostrando que a incorporação de nióbio realmente aumenta a acidez de Bronsted. As amostras calcinadas eram menos ativas quanto maior a temperatura de calcinação
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Abstract: Nb-MCM-41 synthesis was optimized at room temperature varying the hydroxide, the silica and niobium sources and the order of addition of the niobium source. The materials, before and after the calcinations, were characterized by XRD and UV-Vis diffuse reflectance. The Nb-MCM-41 with best...
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Abstract: Nb-MCM-41 synthesis was optimized at room temperature varying the hydroxide, the silica and niobium sources and the order of addition of the niobium source. The materials, before and after the calcinations, were characterized by XRD and UV-Vis diffuse reflectance. The Nb-MCM-41 with best results was silylated and characterized by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to quantify the niobium, thermogravimetric analysis (TGA) , adsorption-desorption of nitrogen, magic angle spinning nuclear magnetic resonance (RMN-MAS) of Si, elementary analysis of carbon, hydrogen and nitrogen (CHN) and infrared spectroscopy (FTIR). The calcined and the silylated Nb-MCM-41 were used in the epoxidation of ciclooctene with feributylhydroperoxide (TBHP) 69,4 % in ciclohexane obtaining after 48 h, 46,6 and 62,2 % of conversion and 77 and 94 % of selectivity, respectively. Using hydrogen peroxide 70 % in water it was obtained after 5 h, 8% of conversion and 80 % of selectivity for the calcinated sample and 13 % of conversion and 70 % of selectivity for the silylated. When using hydrogen peroxide all the peroxide was decomposed after 10 h, showing that niobium decompose easily hydrogen peroxide Montmorillonite K10 was ion-exchanged with polyhydroxyniobium characterized by XRD, TGA, adsorption-desorption of nitrogen and ICP. Then the material was calcined at 300, 500 e 900°C to obtain the Nb-pillared montmorillonite. These materials were characterized by XRD, and even when calcined at 900°C the microporosity is maintained, which is surprising since most of metal oxide pillared clays lose the microporosity at temperatures around 600°C. The montmorillonite K10 pure, niobium exchanged and Nb-pillared were used as acid catalysts in the oxirane ring-oppening reactions of the epoxidazed methyl oleate with methanol as nucleophile, to obtain the correspondent b-hydroxyether. The ion-exchanged clay was more active that the pure clay, proving than niobium incorporation improves Bronsted acidity. The calcined samples were less active the higher was the calcination temperature
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Schuchardt, Ulf Friedrich, 1946-2020
Orientador
Pastore, Heloise de Oliveira, 1962-
Coorientador
Hoelderich, Wolfang Friedrich
Avaliador
Nogueira, Ana Flávia, 1973-
Avaliador
Sintese e caracterização de [Nb]-MCM-41 e NbxOy(OH)z-montmorilonita e aplicações em catalise redox e acida
Jean Marcel Ribeiro Gallo
Sintese e caracterização de [Nb]-MCM-41 e NbxOy(OH)z-montmorilonita e aplicações em catalise redox e acida
Jean Marcel Ribeiro Gallo
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