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Type: TESE DIGITAL
Title: Síntese e caracterização de catalisadores com estrutura lamelar : [Al]-, [V]- e [Al,V]-magadiita  
Title Alternative: Synthesis and characterization of catalysts with lamellar structure   : [Al]-, [V]- and [Al,V]-magadiite
Author: Paz, Gizeuda de Lavor da, 1988-
Advisor: Pastore, Heloise de Oliveira, 1962-
Abstract: Resumo: Este trabalho descreve a síntese do silicato lamelar magadiita e a inserção de V e/ou Al (razões molares Si/V=33 e Si/Al=15) pelo método de cristalização induzida por semente (SIC), visando estudar a influência do alumínio na incorporação de vanádio e ainda, sondar os sítios ácidos e redox pela reação de desidrata-ção/desidrogenação de etanol monitorada por FTIR in situ. A obtenção desses mate-riais sem fases contaminantes ou amorfização foi observada pela difração de raios X, sendo a presença dos anéis simples e duplos característicos da estrutura da ma-gadiita, confirmada por FTIR. A presença de Al estrutural em coordenação tetraédri-ca e octaédrica foi verificada pela RMN de 27Al, enquanto os sítios ácidos gerados pela presença desse heteroátomo, resultando em picos de dessorção de NH3 nas temperaturas de 150 a 350 °C, foram confirmados por TPD-NH3. Adicionalmente, o surgimento de defeitos do tipo dissilanol (Q2), ocasionado pela adição de alumínio, foi confirmado pelo RMN de 29Si. Utilizando as técnicas espectroscópicas de RMN de 51V, UV-Vis e EPR, pôde-se verificar a presença de espécies tetraédricas de va-nádio com diferentes graus de distorção, espécies com maior número de coordena-ção e ainda, espécies de VO2+ não oxidadas. O monitoramento da formação de [V]-maga (Si), [V]-maga (Al) e [V,Al]-maga (Si) mostrou que o alumínio influencia a quantidade de vanádio incorporada ao sólido (razões molares Si/V: 80 em [V]-maga (Si), 430 em [V]-maga (Al) e 70 para [V,Al]-maga (Si)) e também o tipo de espécie de vanádio inserida. A presença de espécies tetraédricas de V mais distorcidas em [V,Al]-maga (Si) e maior quantidade de V nesta amostra, indica que a presença de sítios Q2, gerada pela inserção do Al, favorece a incorporação de V. As reações de desidratação de etanol monitorada por FTIR in situ resultaram na formação de ace-taldeído (1760-1730 cm-1), dietiléter (1140 cm-1) e etileno (949 cm-1). A obtenção de dietiléter, verificada apenas nas amostras contendo alumínio como heteroátomo, confirmou que a acidez obtida é suficiente para catalisar esta reação, enquanto a formação de acetaldeído em todas as amostras não permitiu concluir se o vanádio foi ativo para esta reação, nas condições realizadas. O etileno, principal indicador de acidez dessas estruturas, foi formado em maior quantidade nas amostras contendo alumínio como heteroátomo, nas amostras sem alumínio sua concentração entre os produtos é marginal

Abstract: This work describes the synthesis of the layered silicate magadiite and the insertion of V and/or Al (Si/V=33 and Si/Al=15 molar ratios) by the seed-induced crystalli-zation method (SIC), aiming at studying the influence of aluminum in the incorporation of vanadium and probe the acid sites and redox by ethanol dehydra-tion/dehydrogenation, monitored by in situ FTIR. The preparation of these materials without contaminating phases or amorphization was observed by X-ray diffraction, and the presence of single and double rings characteristic of the magadiite structure was confirmed by FTIR. The presence of structural Al in tetrahedral and octahedral coordination was verified by 27Al NMR, while the acid sites generated by the pres-ence of this heteroatom were confirmed by TPD-NH3 and resulted in NH3 desorption at temperatures of 150 to 350 °C. In addition, the appearance of disilanol (Q2) type defects caused by the addition of aluminum was confirmed by 29Si NMR. Using the 51V NMR, UV-Vis and EPR spectroscopic techniques, the presence of tetrahedral vanadium species with different distortion degrees, species with a higher degree of coordination, and non-oxidized VO2+ species were confirmed. The monitoring of the synthesis of the [V]-maga (Si), [V]-maga (Al) and [V,Al]-maga (Si) showed that alumi-num influences the amount of vanadium incorporated into the solid (Si/V molar ra-tios: 80 in [V]-maga (Si), 430 in [V]-maga (Al) and 70 for [V,Al]-maga (Si)) and also the type of vanadium species type inserted. The presence of more distorted V tetra-hedral species in [V,Al]-maga (Si) and higher amount of V in this sample indicate that the presence of Q2 sites, generated by the insertion of Al, favors the incorpora-tion of V. Ethanol dehydration produced acetaldehyde (1760-1730 cm-1), diethyl ether (1140 cm-1) and ethylene (949 cm-1). The production of diethyl ether verified only in the samples containing aluminum as heteroatom and confirmed that the acidity obtained is sufficient to catalyze this reaction, whereas the formation of acetaldehyde in all the samples has not allowed to conclude if the vanadium was active for this reaction under the performed conditions. Ethylene, the main indicator of acidity of these structures, was formed in larger concentration in the samples containing aluminum as heteroatom, in the samples without aluminum its concentration among the products is marginal
Subject: [Al]-magadiita
Etileno
[V]-magadiita
Etanol - Conversão
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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