Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321469
Type: TESE DIGITAL
Title: [M]-RUB-18 como precursor de sólidos micro e mesoporosos e nanolâminas
Title Alternative: [M]-RUB-18 : a precursor of micro and mesoporous solids and nanolayers
Author: Ramos, Francisca Solânea de Oliveira, 1985-
Advisor: Pastore, Heloise de Oliveira, 1962-
Abstract: Resumo: O silicato lamelar Na-RUB-18 apresenta estrutura cristalina em duas dimensões, suas lamelas são compostas por anéis de cinco membros e sua superfície é recoberta por grupos silanóis e silanolatos que comportam carga negativa, compensada por íons Na+ hidratados. A fraca acidez dos grupos Si-OH associada à baixa área superficial do Na-RUB-18 limita a aplicação desse sólido como catalisador. Dessa forma, o presente estudo descreve a incorporação estrutural via método hidrotérmico pós síntese de heteroátomos, tais como Al3+, B3+, Fe3+, Ti4+ e V5+ nas razões molares nominais Si/M 15, 30 e 60 (M= heteroátomo). Observou-se a presença de Al3+ e V5+ em ambiente tetraédrico em todos os sólidos Na-[Al]-RUB-18 e Na-[V]-RUB-18 preparados, respectivamente, além de Al3+ octaédrico na amostra com Si/Al nominal = 15. Por outro lado, a maior parte do Fe3+ e Ti4+ presente nos sólidos preparados é extra-rede, enquanto o Na-[B]-RUB-18 foi obtido apenas com razão nominal Si/B= 15. As medidas de análise elementar desses sólidos mostraram que houve incorporação de maior quantidade de alumínio (Si/AlICP= 22 - 42) e em menor proporção, de boro (Si/BICP= 99) e vanádio (Si/VICP= 589 - 11959). Assim, os sólidos lamelares Na-[M]-RUB-18 (M= Al e B) foram usados como precursores de sólidos pilarizados, usando brometo de cetiltrimetilamônio (CTABr) como agente modulador do espaço interlamelar, tetraetilortossilicato (TEOS) como agente pilarizante e octilamina como agente co-surfactante e hidrolisante. Tais materiais apresentaram com área superficial de 63 ¿ 323 m2 g-1 e tamanhos de poro de 2 ¿ 4 nm. A acidez dos sólidos pilarizados foi avaliada através da reação in situ de desidratação de etanol monitorada por FTIR. Os resultados mostraram que a seletividade aos produtos de desidratação, dietil-éter e eteno, foi maior nas amostras com maior proporção de alumínio. A amostra H-RUB-18pilCAL mostrou maior seletividade à reação de desidrogenação do etanol a acetaldeído, catalisada por grupos siloxanos. Adicionalmente, a condensação topotática dos sólidos Na-[Al]-RUB-18 usando N-metilformamida como agente direcionador de estrutura (ADE), seguida de calcinação, gerou H-[Al]-RWR com picos de difração mais definidos quando o processo de condensação ocorre simultaneamente à eliminação do ADE CTABr. A maior parte do Al3+ estrutural no precursor lamelar H-[Al]-RUB-18 é transferida para o H-[Al]-RWR quando a troca iônica é Na+/H+ é feita em curto espaço de tempo

Abstract: The Na-RUB-18 layered silicate presents a two-dimensional framework in which the basic unit is a cage made of four five-membered rings, [54] cages, composed of SiO4 tetrahedra. The surface of the layers is covered by Si-OH and Si-O- groups, displaying negative charge balanced by [Na(H2O)6]+ ions. Both acidity of the Si-OH groups and low surface area of the Na-RUB-18 limit its catalytic application. This study describes the structural incorporation of the heteroatoms Al3+, B3+, Fe3+, Ti4+ e V5+ with nominal molar ratios Si/M = 15, 30 and 60 (M= heteroatom) via post-synthesis hydrothermal method. The presence of tetracoordinated Al3+ and V5+ in the network into Na-[Al]-RUB-18 and Na-[V]-RUB-18, respectively, and also Al3+ octahedral in the sample with nominal molar ratio Si/Al = 15 were observed. Contrerily, Fe3+ and Ti4+ are mostly extra-framework sites, while Na-[B]-RUB-18 was obtained only when gel composition was Si/B = 15. Elemental analysis of the these solids showed that Al3+ was incorporated in a higher amount (Si/AlICP = 22 - 42), followed by B3+ (Si/BICP = 99) and V5+ (Si/VICP = 589 - 11959). Based on these results, Na-[M]-RUB-18 (M= Al, B) were used as precursors of pillared solids, using hexadecyltrimethylammonium bromide (CTABr) in the swelling step, octylamine as catalyst of the hydrolysis step of the silica galleries which precursor was tetraethyl orthosilicate (TEOS). These materials presented surface areas of 63 - 323 m2 g-1 and pore sizes of 2 ¿ 4 nm. The acidity of the pillared solids was evaluated by in situ reaction probe ethanol dehydration monitorated via FTIR spectroscopy. The selectivity was higher to diethyl-ether and ethene, and the production of these compounds was proportional to the amount of Al3+ in the catalysts. The sample with the smaller amount of Al3+ produced acetaldehyde besides diethyl-ether and ethane. Pure silica pillared sample showed selectivity mostly to acetaldehyde due to siloxane groups. The interlayer condensation of the adjacent layers without elimination of N-methylformamide (SDA) generated H-[Al]-RWR zeolites with higher crystallinity when compared with the solid obtained with CTABr as SDA. To the best of our knowledge, the structure of H-[Al]-RWR was not reported before
Subject: Silicatos lamelares
Transformação topotática
Pilarização
Desidratação de etanol
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Ramos_FranciscaSolaneadeOliveira_D.pdf9.35 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.