Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Almeida, Liana Soares
Orientador(a): Dias, José Alves
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/10647
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2012.
id UNB_47e272a84a502d4422992316f9813ace
oai_identifier_str oai:repositorio2.unb.br:10482/10647
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Almeida, Liana SoaresDias, José Alves2012-06-02T15:02:47Z2012-06-02T15:02:47Z2012-06-022012-02-16ALMEIDA, Liana Soares. Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado. 2012. xv, 81 f. Dissertação (Mestrado em Química)—Universidade de Brasília, Brasília, 2012.http://repositorio.unb.br/handle/10482/10647Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2012.Os heteropoliácidos de Keggin, de fórmula geral H8-nXnM12O40, onde n é o estado de oxidação do heteroátomo X, podem ser aplicados como catalisares ácidos em diversas reações em âmbito industrial. A fim de demonstrar as vantagens em se aplicar esses heteropoliácidos em reações com solventes polares (ex., esterificação), um catalisador ácido heterogêneo foi sintetizado: o ácido 12-tungstofosfórico (H 3PW12O40·nH2O, ou H3PW) suportado em carbono ativado. O método de preparação envolveu a técnica de impregnação usando como solvente uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol L-1 e diferentes concentrações de H3PW (20, 30, 40 e 50% em massa). O catalisador suportado foi calcinado a diferentes temperaturas (200, 300, 400 e 500 ºC) e caracterizado com diversas técnicas físico-químicas. Espectros de FTIR mostraram que as bandas características do H3PW aparecem após a impregnação no carbono ativado, porém quando o catalisador suportado é calcinado acima de 400 ºC as bandas do H3PW (40 e 50%) mostraram-se mais intensas devido à oxidação do carbono. Espectros de RAM-RMN de 31 P demonstraram que o poliânion, antes e depois da calcinação, é retido fortemente na superfície do suporte, pela presença dos sinais típicos entre -14,5 e -13,5 ppm, este último relacionado a amostras com menores graus de hidratação. Resultados de DRX evidenciaram que amostras de concentrações próximas a 20% de H3 PW apresentam elevado grau de dispersão. A cristalinidade aumenta com a concentração do H3PW no suporte e com maiores temperaturas de calcinação, exceto para as amostras contendo 40% que não apresentaram nenhum grau de cristalinidade. As análises de TG/DTG mostraram um aumento da estabilidade térmica dos catalisadores suportados com o teor de H3PW impregnado. Isotermas de adsorção de N2(-196 ºC) indicaram que ao aumentar a temperatura de calcinação há um aumento da área superficial dos catalisadores impregnados devido à liberação de moléculas fisicamente adsorvidas. Contudo, as amostras contendo o teor de 50% H 3PW apresentaram comportamento oposto, provavelmente relacionado a uma melhor distribuição do heteropoliácido suportado e à diminuição de aglomerados catalíticos. Experimentos de calorimetria e adsorção de piridina (Cal-Ad) revelaram que os sítios ácidos dos catalisadores suportados eram mais fracos, mas apresentavam maior dispersão e maior disponibilidade dos que os do H3PW puro. Testes de lixiviação com etanol confirmaram o alto grau de interação com o carbono e apenas nas amostras com teores acima de 40% e temperaturas de calcinação acima de 200 ºC foi detectada lixiviação. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTKeggin heteropolyacids of general formula H 8-nXnM12O40, where n is the oxidation state of heteroatom X, can be applied as acid catalysts in several reactions in industry. In order to demonstrate the advantages of applying these heteropolyacids in reactions with polar solvents (e.g., esterification), a heterogeneous acid catalyst was synthesized: 12-tungstophosphoric acid (H3 PW12O40·nH2O, or H3PW) supported on activated carbon. The preparation method involved the impregnation technique using a solution of hydrochloric acid 0.1 mol L-1 as solvent and different loadings of H3 PW (20, 30, 40 and 50 wt%). The supported catalysts were calcined at different temperatures (200, 300, 400 and 500 ºC) and characterized with several physical-chemistry techniques. FTIR spectra showed that the characteristic bands of H3PW appeared after impregnation on activated carbon, but when the supported catalyst was calcined above 400 °C, the bands of H 3PW (40 and 50%) were more intense due to carbon oxidation. 31P MAS-NMR spectra proved that the polyanion, before and after calcination, was strongly retained on the surface of the support, with typical signals between -14.5 and -13.5 ppm, the later value is related to species with lower degree of hydration. XRD results showed that the samples with loadings close to 20% H3 PW had a high degree of dispersion. The crystallinity of the material increased with the amount of H3PW on the support and with higher calcination temperature, except for the samples with 40%, which had no crystallinity degree. The TG/DTG curves showed a slight increase of thermal stability of the supported catalysts with higher loadings of H3PW. The adsorption isotherms of N2 at -196 ºC indicated that the increase of calcination temperature also increased the surface area of the impregnated catalysts due to the release of physically adsorbed molecules. However, the samples containing 50% H3 PW showed an opposite behavior, probably related to a better distribution of supported heteropolyacid and the decrease of catalytic clusters. Calorimetry and adsorption (Cal-Ad) experiments with pyridine revealed that the acid sites of supported catalysts were weaker, but had a higher dispersion and increased accessibility than pure H3 PW. Leaching tests with ethanol were performed and confirmed the strong degree of interaction with carbon and only the samples with loadings above 40% and calcination above 200 ºC showed detectable leaching.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessSíntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCatálise - ácidosQuímica orgânicaporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain778http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/10647/2/license.txt334af4cd5ff72138d4cd4b71a22dae2aMD52open accessORIGINAL2012_LianaSoaresAlmeida.pdf2012_LianaSoaresAlmeida.pdfapplication/pdf1967854http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/10647/3/2012_LianaSoaresAlmeida.pdff7da03d99eacbef4c456d34c9aedf9dcMD53open access10482/106472023-07-17 17:06:55.734open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2023-07-17T20:06:55Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.en.fl_str_mv Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
title Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
spellingShingle Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
Almeida, Liana Soares
Catálise - ácidos
Química orgânica
title_short Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
title_full Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
title_fullStr Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
title_full_unstemmed Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
title_sort Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado
author Almeida, Liana Soares
author_facet Almeida, Liana Soares
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Almeida, Liana Soares
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Dias, José Alves
contributor_str_mv Dias, José Alves
dc.subject.keyword.en.fl_str_mv Catálise - ácidos
Química orgânica
topic Catálise - ácidos
Química orgânica
description Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2012.
publishDate 2012
dc.date.submitted.none.fl_str_mv 2012-02-16
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2012-06-02T15:02:47Z
dc.date.available.fl_str_mv 2012-06-02T15:02:47Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-06-02
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ALMEIDA, Liana Soares. Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado. 2012. xv, 81 f. Dissertação (Mestrado em Química)—Universidade de Brasília, Brasília, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.unb.br/handle/10482/10647
identifier_str_mv ALMEIDA, Liana Soares. Síntese e caracterização do ácido 12-tungstofosfórico, H3PW12O40-nH2O, suportado em carbono ativado. 2012. xv, 81 f. Dissertação (Mestrado em Química)—Universidade de Brasília, Brasília, 2012.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/10647
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/10647/2/license.txt
http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/10647/3/2012_LianaSoaresAlmeida.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 334af4cd5ff72138d4cd4b71a22dae2a
f7da03d99eacbef4c456d34c9aedf9dc
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1797405935764766720

Registros relacionados