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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Santos, Tereza S. M
Título: Síntese de Materiais Híbridos Micro e Mesoporosos MCM-41/ZSM-5 para Reforma Catalítica do n-Octano
Ano: 2004
Orientadora: Profa. Dra. Heloise de Oliveira Pastore
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Catálise, Zeólitos, Isomerização, MCM-41
Resumo: A peneira molecular mesoporosa MCM-41 é considerada um promissor suporte catalítico, no entanto a baixa acidez deste material é uma limitação para aplicá-lo em reações que exijam sítios ácidos fortes. Uma alternativa para melhorar suas propriedades ácidas é o aumento da cristalinidade da MCM-41 pela recristalização das paredes contendo embriões de zeólitos microporosos. Neste trabalho foram utilizados dois diferentes métodos de síntese na preparação das peneiras moleculares precursoras dos materiais híbridos MCM-41/ZSM-5: o método hidrotérmico e o método à temperatura ambiente. A estrutura de poros dos aluminossilicatos preparados hidrotermicamente resistiu aos tratamentos pós-síntese enquanto apenas uma amostra sintetizada à temperatura ambiente, aquela com razão molar Si/AI 7,5, manteve os poros cilíndricos. Estes materiais foram utilizados como suportes na preparação de catalisadores Pt-MCM-41 e Pt-MCM-41/ZSM-5 por troca iônica do cloreto de tetraminaplatina, na temperatura ambiente. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-x, espectroscopia de absorção no infravermelho, resso-nância magnética nuclear, termogravimetria, análise elementar, adsorção de nitrogênio e quimissorção de hidrogênio. Os catalisadores foram testados na isomerização do n-pentano e reforma do n-octano. Os novos catalisadores são ativos tanto na isomerização do n-pentano quanto na reforma do n-octano mantendo suas estruturas paracristalinas originais, mesmo sendo submetidos às severas condições reacionais, elevadas pressão e temperatura. Observou-se que o método de recristalização embrionária é eficiente na reorganização das paredes amorfas das estruturas precursoras e gera materiais híbridos com propriedades diferentes do MCM-41 original. No entanto, a eficiência deste processo depende da organização estrutural da matriz inicial. Na reforma do n-octano, os novos catalisadores se mostraram seletivos aos produtos isomerizados, que aumentam a octanagem da gasolina, e na produção de compostos aromáticos. Considerando os possíveis mecanismos que possam atuar neste processo, a dispersão dos sítios metálicos se apresentou como parâmetro critico na reforma do n-octano sobre aluminossilicatos puros e híbridos.
Abstract: The mesoporous molecular sieve MCM-41 is a promising cataIytic support; however its low acidity is a restriction to its use in acid reactions. One altemative to improve their acidity is the increase of crystallinity of MCM-41 by partiaI recrystallization of pore walls contends with embryos of a microporous zeolite. This work used two different synthesis methods in the preparation of the molecular sieve, candidate to precursor of the hybrid materiaIs MCM-41/ZSM-5: hydrothermal and at room-temperature. The hydrothermaIly-prepared aIuminosilicate resisted at the post- synthesis treatment whereas only one sample synthesized at room temperature, with molar ratio Si/AI 7.5, retained the pores organization. This materiaIs were used as support for preparation of Pt-MCM-41 and Pt-MCM-41/ZSM-5 catalysts, by ion-exchange with aqueous solution of tetramine Pt(II) chloride, at room temperature. The materials were characterized for X-ray diffraction, Fourier transformed infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, thermogravimetry, elemental analysis, nitrogen adsorption and hydrogen chemisorption. Catalysts were examined in the isomerization of n-pentane and reforming of n-octane. These catalysts are active for both reactions, isomerization of n-pentane and reforming of n-octane retaining their original diffraction pattem, even being subject to severe reaction conditions, such as high pressure and temperature. The method of embryonic crystallization is efficient in reorganizing the precursors structures and form hybrid materiaIs with properties different from the parent MCM-41. However, the efficiency of the process depends heavely algo on the structural organization of the parent matrix. These catalysts are selective in reforming n-octane to isomerized products, which increase gasoline octane number, and in the production of aromatics. Considering the possible mechanisms, the dispersion of the metallic sites was the key parameter in reforming n-octane over pure and hybrid aluminosilicate.
Arquivo (Texto Completo): vtls000317494.pdf ( tamanho: 4,80MB )

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