Desenvolvimento de catalisadores nanoestruturados para obtenção de produtos de interesse comercial via processos de oxidação do tioanisol em fase líquida.
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Data
2022
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Resumo
A catálise está presente em pelo menos uma das etapas da maioria dos processos industriais. A
literatura científica está repleta de estudos que envolvem o desenvolvimento de materiais para
aplicações catalíticas, buscando obtê-los com custo reduzido, que sejam ativos, seletivos,
estáveis frente às reações catalisadas e de preferência ambientalmente amigáveis. Com os
avanços da pesquisa, é possível produzir materiais nanoestruturados de diversas morfologias.
Estes materiais têm demonstrado maiores atividades catalíticas em comparação com os sólidos
estendidos. O objetivo desse projeto é desenvolver catalisadores heterogêneos em escala
nanométrica, sintetizados por diferentes rotas, visando a aplicação na reação de oxidação do
tioanisol, em fase líquida, para obtenção de produtos de interesse industrial. Foram preparados,
como catalisadores, nanofios de CeO2 e nanofios de CeO2 decorados com nanopartículas de
ouro (Au-CeO2#nw), além de materiais análogos obtidos a partir do CeO2 comercial. Utilizou-
se o método hidrotérmico para a preparação dos materiais. Observou-se que os nanofios de Au-
CeO2, apresentaram desempenhos catalíticos significativamente melhores comparativamente
aos demais catalisadores. Pôde ser alcançada conversão de até 90% sobre esse catalisador, com
100% de seletividade para metil fenil sulfóxido. Preparou-se, também, catalisadores à base de
titanato de estrôncio (STO) e titanato de estrôncio recoberto com óxido de nióbio (STO/Nb2O5)
por dois métodos: método Pechini e método hidrotérmico assistido por micro-ondas (MHAM).
O catalisador STO/Nb2O5 demonstrou maior atividade catalítica para essas reações quando
comparado ao STO puro, alcançando 100% de conversão do reagente e 100% de seletividade
para metil fenil sulfona. Por fim, foram preparados catalisadores de sílica sintética (SiO2), sílica
dopada com 5% de nióbio (Nb5%SiO2) e sílica dopada com 10% de nióbio (Nb10%SiO2). Os
catalisadores com nióbio foram obtidos a partir da impregnação da SiO2 com uma solução de
oxalato amoniacal de nióbio. A presença do nióbio na matriz impulsionou a atividade catalítica,
atingindo-se 88% de conversão sobre o catalisador (Nb10%SiO2). De um modo geral, os
catalisadores preparados durante essa pesquisa demonstraram desempenhos equiparáveis e, em
alguns casos, superiores àqueles apresentados por catalisadores relatados na literatura. Cabe
ressaltar também que os resultados obtidos nesse estudo, através da utilização de catalisadores
heterogêneos associados a um agente oxidante ambientalmente amigável, como o peróxido de
hidrogênio, em condições reacionais relativamente brandas, podem se tornar economicamente
atrativos, satisfazendo os ideais da química verde.
Descrição
Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Nanopartículas, Oxidação, Peróxido de hidrogênio, Catálise
Citação
TEIXEIRA, Moisés Paulo. Desenvolvimento de catalisadores nanoestruturados para obtenção de produtos de interesse comercial via processos de oxidação do tioanisol em fase líquida. 2022. 152 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.