Síntese, caracterização e avaliação de catalisadores sais de potássio de heteropoliácidos lacunares substituídos com metais em reações de oxidação de álcoois e aldeídos

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Coronel, Nelson Contreras
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Heteropoliácidos lacunares; Oxidação; Álcoois aldeídos; Cinética Química e Catálise
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29080

Reações de oxidação de álcoois, aldeídos e monoterpenos são de interesse tanto acadêmico, econômico, ambiental e industrial. Tradicionalmente, estas reações são realizadas por oxidantes estequiométricos (i.e., sais de Cr, Mn, Os) tóxicos que geram resíduos e podem causar danos ao meio ambiente. Na tentativa de superar estas desvantagens, o uso de oxidantes ambientalmente benignos e de baixo custo, associado com catalisadores sólidos recicláveis pode tornar a oxidação destes compostos mais atrativa do ponto de vista econômico e ambiental. Neste trabalho, os heteropoliácidos (HPAs) de Keggin (H 3 PW 12 O 40 , H 3 PMo 12 O 40 e H 4 SiW 12 O 40 ) foram convertidos nos seus respectivos sais de potássio. Em seguida, os átomos de tungstênio e molibdênio foram trocados por cátions de metais de transição (Cu 2+ , Co 2+ , Fe 3+ e Ni 2+ ) ou Al 3+ gerando catalisadores sólidos potencialmente ativos em reações de oxidação. Estes catalisadores foram caracterizados (difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (IV-TF), titulação potenciométrica, análise termogravimétrica (TGA) e análises de fisissorção de nitrogênio. Então, estes sais de HPAs foram avaliados como catalisadores na oxidação de diferentes substratos usando H 2 O 2 como oxidante estequiométrico. Benzaldeído e álcool benzílico foram usados como moléculas- modelo. O efeito dos principais parâmetros de reação tais como tipo do catalisador, concentração dos reagentes e dos catalisadores, tempo e temperatura de reação foram avaliados. Além disso, foi realizado um estudo da estabilidade e do reuso dos catalisadores mais ativos e seletivos. Dentre os heteropolissais investigados, o K 6 SiW 11 CoO 39 foi o mais eficaz na reação de oxidação do benzaldeído a ácido benzóico e o K 5 PW 11 NiO 39 foi o mais eficaz na oxidação do álcool benzílico a benzaldeído e ácido benzóico. Foram obtidas elevadas conversões (acima de 90%) e seletividades (perto de 100%) para os produtos de oxidação. Outro resultado importante é que a atividade dos catalisadores sólidos permaneceu inalterada após sucessivos ciclos de reutilização.