Oxidação seletiva de hidrocarbonetos saturados catalisada por metais de transição incorporados em peneiras moleculares do tipo MCM-41

AUTOR(ES)

Wagner Alves Carvalho

DATA DE PUBLICAÇÃO

1997

RESUMO

A síntese de Si-MCM-41 e M-MCM-41 (M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu) foi estudada através de 4 métodos em meio básico e 1 em meio ácido. Todos os materiais obtidos foram caracterizados por métodos físico-químicos, que indicaram a incorporação de vanádio ligado a grupos silanóis da superfície da silicalita e a substituição isomórfica de titânio, crômio e ferro na estrutura. Os catalisadores foram utilizados em reações de oxidação do cicloexano. Dos três solventes testados (acetona, acetonitrila e metanol), a acetona apresentou os melhores resultados de atividade e foi, então utilizada como solvente nos testes catalíticos. Mn-, Fe- e Co-MCM-41 são pouco ativos e apresentaram elevados valores de lixiviação. A adição de cobre ao gel de síntese forneceu um material com baixa atividade e reduzida área superficial. Os catalisadores com maior atividade foram V-, Cr- e Ti-MCM-41. Entretanto, com exceção de Ti-MCM-41, todos os catalisadores apresentaram lixiviação do metal, que foi confirmada pela atividade catalítica do sistema homogêneo obtido após separação do catalisador utilizado. A investigação do processo responsável pela lixiviação demonstrou que, para Cr- e V-MCM-41, a retirada de metal da estrutura da silicalita tem início no processo de calcinação para a retirada do agente direcionador utilizado na síntese. Processos alternativos, como a extração em meio ácido, se mostraram ineficientes. Uma parte da lixiviação também ocorre durante o processo de oxidação do substrato, demonstrando a reduzida estabilidade dos catalisadores no sistema reacional utilizado. A única exceção foi a Ti-MCM-41, que manteve a sua atividade em reações com catalisador reciclado, sem haver perda de metal. Cr-MCM-41 obtida em meio ácido também demonstrou uma estabilidade maior do que os demais catalisadores mas, em reações de reciclagem, ficou comprovada a lixiviação do metal. O catalisador Ti-MCM-41 foi testado em reações de oxidação de ciclododecano e trans-decalina, e demonstrou ser capaz de oxidar substratos volumosos.

ASSUNTO(S)

hidrocarbonetos - oxidação peneiras moleculares

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