dc.contributorRamos, André Luís Dantas
dc.contributorMarques, José Jailton
dc.creatorCunha, Simonise Figueiredo Amarante
dc.date2023-02-06T21:41:32Z
dc.date2023-02-06T21:41:32Z
dc.date2016-09-29
dc.date.accessioned2023-09-28T23:09:25Z
dc.date.available2023-09-28T23:09:25Z
dc.identifierCUNHA, Simonise Figueiredo Amarante. Redes metalorgânicas como catalisadores heterogêneos bifuncionais para reações ácido-base. 2016. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2016.
dc.identifierhttp://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17072
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9085439
dc.descriptionThe metal-organic frameworks (MOFs) are a class of crystalline materials which generally has a central atom (metal ion) coordinated to organic molecules (ligands), combining crystallinity, high porosity and the presence of strong organic metal-ligand interaction. In Catalysis, the MOFs can act as bifunctional catalysts active for both reactions which require basic and acid sites. Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) is a particularly attractive subfamily of MOFs used for some applications as Catalysis, due to its high chemical and thermal stability, merging the characteristics of zeolites and MOFs. The objectives of this work are the development of bifunctional metal-organic frameworks-based heterogeneous catalysts, for application in reactions that require both acidic and basic sites, comparing them with traditional catalysts (hydrotalcite, aniline, niobium oxide, sulfated zirconia and Amberlyst). Some characterization techniques were performed and the catalysts were evaluated in acid-base type reactions (Knoevenagel condensation and esterification of nbutanol with acetic acid), identifying the parameters that influence the process. Analysis of infrared spectra identified all characteristic bands of the catalysts. The X-ray diffraction showed that, except for niobium oxide (amorphous catalyst), all catalysts have well-defined crystal structure and the diffraction patterns of ZIFs have a single phase and are consistent with the theoretical thereof. Thermogravimetric analysis showed that the ZIF-8, and ZIF-67 are stable up to 520 ° C. The nitrogen physisorption showed that both ZIFs have greater surface area than traditional catalysts and the ZIF-8 showed a value higher than that reported in the literature, moreover, it was observed that both ZIFs have nitrogen adsorption isotherms of type II according to IUPAC characteristic of materials with widely varying pore size. The temperature programmed desorption showed the existence of three basic sites and two acid sites for ZIF-8. The use of catalysts in the Knoevenagel condensation reaction showed that ZIF-67 led to higher conversion, approximately 95% at 24 h. Through the factorial design of condensation reaction using the ZIF-67 as catalyst, it was found that the conversion of the limiting reactant tends to increase significantly with the temperature and catalyst content in the range of conditions studied. The use of catalysts in the esterification reaction of acetic acid with n-butanol showed higher conversions for Amberlyst-15 and conversions below 20% for ZIFs, which may be due to low availability of the acid sites of these catalysts.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.descriptionAs redes metalorgânicas (metal-organic frameworks, MOFs) são uma classe de materiais cristalinos que apresentam geralmente um átomo central (íon metálico) coordenado a moléculas orgânicas (ligantes), aliam cristalinidade, alta porosidade e existência de forte interação metal-ligante orgânico. Na área da catálise, as MOFs podem atuar como catalisadores bifuncionais ativos, tanto para reações que exigem sítios básicos quanto ácidos. Zeoliticimidazolate frameworks (ZIFs) é uma subfamília de redes metalorgânicas particularmente atraente para aplicações em catálise, devido à sua elevada estabilidade química e térmica, resultado da junção das características das zeólitas e das MOFs. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos bifuncionais, à base de redes metalorgânicas,para aplicação em reações que exigem simultaneamente sítios ácidos e básicos, compará-los com catalisadores tradicionais (hidrotalcita, anilina, óxido de nióbio, zircônia sulfatada e Amberlyst), caracterizar os catalisadores, aplicá-los em reações ácidobase modelo (condensação de Knoevenagel e esterificação de n-butanol com ácido acético) e identificar os parâmetros que influenciam o processo. A análise dos espectros de infravermelho identificou todas as bandas características dos catalisadores. A difração de raios-X mostrou que, com exceção do óxido de nióbio, catalisador amorfo, todos os catalisadores apresentam estrutura cristalina bem definida e que os difratogramas das ZIFs apresentam uma única fase e estão condizentes com os teóricos das mesmas. A análise termogravimétrica identificou que a ZIF-8 e a ZIF-67 são estáveis abaixo de 520°C. A fisissorção de nitrogênio mostrou que ambas as ZIFs possuem área superficial maior que os catalisadores tradicionais e que a ZIF-8 apresentou valor acima do relatado na literatura, além disto, observou-se que ambas as ZIFs possuem isotermas de adsorção de nitrogênio do tipo II, segundo a IUPAC, característica de materiais com grande variação de tamanho de poros. A dessorção a temperatura programada evidenciou a existência de três sítios básicos e dois sítios ácidos, para a ZIF-8. A aplicação dos catalisadores na reação de condensação de Knoevenagel mostrou que a ZIF-67 levou a maior conversão, aproximadamente 95% em 24 h. Através do planejamento experimental fatorial da reação de condensação, utilizando a ZIF-67 como catalisador, verificou-se, que a conversão do reagente limitante tende a aumentar significativamente com a temperatura e a dosagem de catalisador na faixa de condições analisadas. A aplicação dos catalisadores na reação de esterificação do ácido acético com nbutanol evidenciou maiores conversões para a Amberlyst-15 e conversões abaixo de 20% para as ZIFs, o que pode se dever a baixa disponibilidade dos sítios ativos ácidos destes catalisadores.
dc.descriptionSão Cristóvão
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherPós-Graduação em Engenharia Química
dc.publisherUniversidade Federal de Sergipe
dc.subjectEngenharia química
dc.subjectCatálise
dc.subjectMetal-organic frameworks (MOFs)
dc.subjectZeolitic imidazolate frameworks (ZIFs
dc.subjectCatalysis
dc.subjectENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleRedes metalorgânicas como catalisadores heterogêneos bifuncionais para reações ácido-base
dc.typeDissertação


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