Propriedades catalíticas de oxidos mistos a base de ferro contendo promotores aplicados na oxidação seletiva de hidrocarbonetos

Autor: Santiago Neto, Antonio de Brito
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFCUniversidade Federal do CearáUFC.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: SANTIAGO NETO, A. B. Propriedades catalíticas de oxidos mistos a base de ferro contendo promotores aplicados na oxidação seletiva de hidrocarbonetos. 2017. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017
Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-11-17T14:57:41Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-11-20T13:36:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-11-20T13:36:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09
Iron oxides containing metals were synthesized with the objective to obtain efficient solids to catalyze the styrene oxidative reaction in the presence of H2O2, one of the reaction routes for the production of benzaldehyde. Styrene is a high-value commercial monomer used in the manufacture of polymers and resins, among other applications, and its products have high commercial value. Due to the low efficiency of the commercial catalysts, solids were synthesized from the hydrotalcites. The iron-based samples containing the MeFe metals (Me = Ce, Co, Mg, Mn and Ni) were prepared by the co-precipitation method, and a MnFeSi composite was obtained by the mechanosynthesis method. The catalysts were evaluated in a batch reactor at 1 atm and 50 ºC using a molar ratio H2O2/styrene of 1 in the presence of acetone. After the reaction, the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, chemical and textural analysis, electron paramagnetic resonance (EPR) and scanning electron microscopy coupled to X-ray spectroscopy (SEM-EDX). In all cases, hematite (α-Fe2O3) and maghemite (γ-Fe2O3) spinel phases were found, and MnFeSi proved to be the most active solid also due to the stability of α-Fe2SiO4 and α-MnO2, performing an important role in the styrene oxidation. The increased performance of the MnFeSi-based hydrotalcite catalyst was also attributed to the action of the Mn promoter, acting on the structural and textural properties of the mixed oxide. With these conclusions, tests with different solvent ratios and catalyst masses can be carried out using MnFeSi in the same reaction, the oxidation of styrene, in concomitance with the oxidative reaction of ethylbenzene and benzyl alcohol, in order to find addictional routes for the production of compounds of high industrial value. Elevated conversions were obtained when 100 mg of catalyst was used, analyzing each reaction alone. As for the selectivity, the reaction with ethylbenzene had the lowest values for benzaldehyde production, which can be explained by the high deposition of coke.
Óxidos de ferro contendo metais foram sintetizados com o objetivo de obter sólidos eficientes para catalisar a oxidação do estireno na presença de H2O2, uma das rotas reacionais para a produção de benzaldeído. O estireno é um monômero de alto valor comercial utilizado na manufatura de polímeros e resinas, entre outras aplicações, e seus produtos também possuem elevada valorização comercial. Devido à baixa eficiência dos catalisadores comerciais, foram sintetizados sólidos a partir das hidrotalcitas. As amostras baseadas em óxido de ferro contendo os metais MeFe (Me = Ce, Co, Mg, Mn e Ni), foram preparados pelo método de co-precipitação, e um compósito MnFeSi foi obtido pelo método de mecanossíntese. Os catalisadores foram avaliados em um reator batelada, a 1 atm e 50°C, utilizando uma razão molar H2O2/estireno de 1 na presença de acetona. Após a reação, os catalisadores foram caracterizados por medidas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, análises química e textural, ressonância paramagnética de elétrons (EPR) e microscopia electrônica de varredura acoplada a energia dispersiva de espectroscopia de raios-X (MEV-EDX). Em todos os casos, foram encontradas fases de espinélio de hematita (-Fe2O3) e maghemita (-Fe2O3), sendo que o MnFeSi se mostrou sendo o sólido mais ativo também devido à estabilidade das fases α-Fe2SiO4 e α-MnO2, desempenhando um importante papel na oxidação do estireno. O aumento do desempenho do catalisador de hidrotalcita à base de MnFeSi foi também atribuído à ação do promotor Mn, agindo nas propriedades estruturais e texturais do óxido misto. Com isso, pode-se realizar testes com proporções de solvente e massas de catalisador diferentes utilizando MnFeSi na mesma reação, a de oxidação do estireno, em concomitância com a reação de oxidação do etilbenzeno e do álcool benzílico, a fim de se encontrar rotas adicionais para a obtenção de compostos de alto valor industrial. Conversões elevadas foram obtidas quando se utilizou 100 mg de catalisador, analisando cada reação isoladamente. Quanto à seletividade, a reação com etilbenzeno apresentou os menores valores para a produção de benzaldeído, o que pode ser explicado pela elevada deposição de coque.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: