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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Moya, Silvia Fernanda
Título: Síntese e Caracterização de Titanoaluminofosfatos Mesoporosos, meso-TAPO
Ano: 2003
Orientadora: Profa. Dra. Heloise de Oliveira Pastore
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Peneiras moleculares, Titânio, Aluminofosfatos, Estrutura mesoporosa
Resumo: O objeto desta Dissertação é a síntese e caracterização de peneiras moleculares de titanoaluminofosfatos com estrutura hexagonal mesoporosa, meso-TAPO. Visando a obtenção destes materiais, duas rotas experimentais foram investigadas, obtidas a partir de testes experimentais que pré determinaram as condições iniciais de hidrólise da fonte de titânio utilizada, o isopropóxido de titânio. Em ambas as rotas de síntese, utilizou-se como agente direcionador de estrutura o brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) em presença de hidróxido de tetrametilamômio (TMAOH). O agente direcionador orgânico da estrutura dos compósitos obtidos nas duas rotas foi removido através de extração Soxhlet com solução diluída de isopropilamina em etanol, seguida de calcinação. A primeira rota utilizou isopropóxido de alumínio como fonte deste elemento. Dois parâmetros experimentais foram estudados: o pH, que adquiriu valores entre 10,5 e 11,5 e a razão molar TiO2/Al2O3, cujos valores variaram na faixa entre 0,03 e 0,14. A segunda rota investigou a síntese de titanoaluminofosfatos de estrutura análoga, porém utilizando uma fonte inorgânica para os íons alumínio, o sulfato de alumínio. Os mesmos parâmetros experimentais explorados na primeira rota foram avaliados neste sistema. A caracterização dos sólidos obtidos foi realizada pelas técnicas de difratometria de raios X, análise elementar, espectroscopia por reflectância difusa na região do UV-Vis, espectroscopia de absorção no infravermelho, ressonância magnética nuclear no estado. sólido de Al, P e C e microscopia eletrônica de transmissão. A mesoestrutura hexagonal foi evidenciada nos sólidos recém sintetizados, em ambos os sistemas estudados, pela presença de dois sinais de difração na região de ângulos pequenos, característica de canais em empacotamento hexagonal. Testes de estabilidade estrutural a altas temperaturas mostram que os materiais obtidos com fonte inorgânica de alumínio são mais estáveis em relação aos preparados a partir de alcóxidos metálicos. O método de inserção dos íons titânio (IV) na estrutura explorado nesta Dissertação, a adição de ácido peroxititânico ao gel de síntese, resulta em sítios isolados deste íon na estrutura inorgânica, como evidenciado pela técnica de espectroscopia na região UV-Vis. Esta característica, aliada à maior facilidade e menor custo de síntese introduzido pelo uso de precursores inorgânicos de alumínio, potencializam as possibilidades de uso deste material como catalisador em reações redox.
Abstract: The aim of this Dissertation is the synthesis and characterization of molecular sieves with an inorganic titaniumaluminumphosphates framework and a mesoporous structure. For the synthesis of such materials, two experimental approaches were investigated, based on previous experiments that determined the initial parameters for the hydrolysis of the titanium source, titanium isopropoxide. For both synthetic routes the templating agent of choice was cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in the presence of tetramethylammonium hydroxide (TMAOH). The organic templating agent for the composites obtained in both synthetic routes was removed through Soxhlet extraction form diluted isopropylamine-ethanol solution, followed by calcining. The first synthetic route studied used aluminum isopropoxyde as the source for such element. Two experimental parameters where investigated: the pH, acquiring values in the range between 10.5 and 11.5, and the TiO2/AI2O3 molar ratio, varing between 0.03 and 0.14. The second experimental strategy investigated the synthesis of analogous titaniumaluminumphosphates utilizing an inorganic source for the aluminum ions, namely aluminum sulfate. The characterization of the solids obtained in this work was performed by X ray diffractometry, elemental analysis, diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy, infrared absorption spectroscopy, AI, P and C solid state nuclear magnetic resonance and transmission electron microscopy. The hexagonal mesostructure was characterized in the as-synthesized solids, for both synthetic strategies, by the presence of two diffraction signal in the small angle region characteristic of a hexagonal packed channel structure. The method of insertion for titanium (IV) in the inorganic framework was investigated in this Dissertation. The addition of peroxytitanic acid to the synthesis gel results in incorporation of titanium in isolated sites in the inorganic framework, as suggested by UV-Vis spectroscopy data. Such features, in association with a simpler experimental procedure and low cost introduced by the use of inorganic aluminum precursors, set these materials as a potential catalyst for redox reactions.
Arquivo (Texto Completo): vtls000321729.pdf ( tamanho: 3,27 MB )

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