Catalisadores ácidos foram preparados utilizando dois suportes principais, a zeólita BEA* na forma protônica e na forma desaluminizada e foram feitas impregnações com pentóxido de nióbio nas proporções de 10 e 30% m/m e com HPW na proporção de 40% m/m. Os estudos realizados por difração de raios X, e por FTIR indicam que a impregnação dos materiais foi efetiva, sem danos à estrutura zeolítica. Constatou-se a formação de fase T da espécie Nb2O5 na amostra 30Nb/BD70Q.
A avaliação dos parâmetros texturais das amostras, feito por fisissorção de N2 líquido, mostrou o efeito de aumento de diâmetro de poro da zeólita após processo de desaluminização, e constatou-se a redução da área superficial pelo processo de impregnação, devido ao bloqueio de poros dos canais zeolíticos.
Pela adsorção gasosa de piridina das amostras e análise térmica pôde-se quantificar o número de sítios ácidos de cada catalisador. Esse número reduz significativamente na zeólita após processo de desaluminização e a impregnação de espécies ácidas sobre a essa zeólita causa um aumento do número de sítios.
Através das espectroscopias de ressonância magnética nuclear de 29Si e
27Al foi possível observar os ambientes químicos de Si e Al nas amostras
27 10Nb/BD70Q e 30Nb/BD70Q. A obtenção de espectros das demais amostras poderia prover um entendimento mais profundo dos processos de desaluminização e impregnação sobre a estrutura zeolítica.
A utilização de espectros de RMN de 1H foi eficiente na quantificação dos produtos reacionais. Observou-se que para a reação de esterificação, a força ácida de sítios de Brönsted se mostrou um fator decisivo, mais significante que o número de sítios e a presença de sítios de Lewis. Obteve-se um rendimento de 89,55% com a amostra 40HPW/HB, valor equivalente a outros catalisadores encontrados na literatura (OLIVEIRA et al., 2011). As espécies de nióbio não apresentaram uma melhora na conversão reacional dos catalisadores.
Como perspectivas, propõe-se a avaliação dos catalisadores de nióbio em reações com múltiplos produtos possíveis, como é o caso da reação de desidratação de álcoois, para avaliação do potencial para seletividade de produtos.
28 Referências
AJAIKUMAR, S.; PANDURANGAN, A.. Esterification of alkyl acids with alkanols over MCM-41 molecular sieves: Influence of hydrophobic surface on condensation reaction. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, [s.l.], v.
266, n. 1-2, p.1-10, abr. 2007. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.molcata.2006.10.010.
ANASTAS, Paul T.; KIRCHHOFF, Mary M.; WILLIAMSON, Tracy C.. Catalysis as a foundational pillar of green chemistry. Applied Catalysis A: General, [s.l.], v. 221, n. 1-2, p.3-13, nov. 2001. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/s0926-860x(01)00793-1.
BAERLOCHER, Christian; MCCUSKER, Lynne B.; OLSON, David H.. ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES. 6. ed. Amsterdam: Elsevier, 2007. 405 p.
Disponível em: <http://www.iza-structure.org/books/Atlas_6ed.pdf>. Acesso em:
09 nov. 2018.
BARROS, Ivoneide C.l. et al. Effects of niobium addition on ZSM-5 studied by thermal and spectroscopy methods. Microporous And Mesoporous Materials, [s.l.], v. 109, n. 1-3, p.485-493, mar. 2008. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.05.050.
BRAGA, Valdeilson S. et al. Esterification of acetic acid with alcohols using supported niobium pentoxide on silica–alumina catalysts. Catalysis Today, [s.l.], v. 133-135, p.106-112, abr. 2008. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2007.12.091.
BRANCO, Pércio de Moraes, Nióbio Brasileiro, 2016, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais, Serviço Geológico do Brasil. Disponível em
<http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---Rede-Ametista/Canal-Escola/Niobio-Brasileiro-2616.html>. Acesso em: 09 nov.
2018.
CALIMAN, Ednéia et al. Solvent effect on the preparation of H3PW12O40 supported on alumina. Catalysis Today, [s.l.], v. 107-108, p.816-825, out. 2005.
Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2005.07.102.
CIOLA, Remolo. Fundamentos da Catálise. São Paulo: Editora Moderna Ltda, 1981. 377 p.
29 FREITAS, Elon Ferreira de; DIAS, Sílvia Cláudia Loureiro. Síntese, Caracterização e Aplicação de H4SiW12O40 Suportado em MCM-41. 2013. 112 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2013.
FREITAS, Elon Ferreira de; DIAS, Sílvia Cláudia Loureiro. Reação de Esterificação e de Biginelli via Catálise por Polioxometalatos em Zeólita Y.
2017. 98 f. Tese (Doutorado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
FREITAS, Elon F. et al. Comparative acidity of BEA and Y zeolite composites with 12-tungstophosphoric and 12-tungstosilicic acids. Molecular Catalysis, [s.l.],
v. 458, p.152-160, out. 2018. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.mcat.2018.03.005.
GARG, Shelu et al. Acidity and catalytic activities of sulfated zirconia inside SBA-15. Catalysis Today, [s.l.], v. 141, n. 1-2, p.125-129, mar. 2009. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2008.03.021.
GIANNETTO, Giuseppe. ZEOLITAS: CARACTERISTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES INDUSTRIALES. Caracas: Ediciones Innovación Tecnológica, 1990. 170 p.
GUISNET, Michel; RIBEIRO, Fernando Ramôa. ZEÓLITOS: UM NANOMUNDO AO SERVIÇO DA CATÁLISE. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 2004.
221 p.
KIM, Jeongnam; CHOI, Minkee; RYOO, Ryong. Effect of mesoporosity against the deactivation of MFI zeolite catalyst during the methanol-to-hydrocarbon conversion process. Journal of Catalysis, [s.l.], v. 269, n. 1, p.219-228, 1 jan.
2010. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcat.2009.11.009.
KOZHEVNIKOV, I V. Advances in Catalysis by Heteropolyacids. Russian Chemical Reviews, [s.l.], v. 56, n. 9, p.811-825, 30 set. 1987. IOP Publishing.
http://dx.doi.org/10.1070/rc1987v056n09abeh003304
MORAIS, M. et al. Benzylation of toluene and anisole by benzyl alcohol catalyzed by niobic acid. Catalysis Today, [s.l.], v. 28, n. 1-2, p.17-21, abr. 1996. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/0920-5861(95)00214-6
MÜLLER, Júlia Marina; DIAS, Sílvia Cláudia Loureiro. A Influência do Processo de Desaluminização na Estrutura, Acidez e Propriedade Catalítica de Zeólitas. 2017. 150 f. Tese (Doutorado) - Curso de Química, Instituto de Química,
30 Universidade de Brasília, Brasília, 2017. Disponível em:
<http://repositorio.unb.br/handle/10482/23366>. Acesso em: 09 nov. 2018.
NAIK, S.n. et al. Production of first and second generation biofuels: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, [s.l.], v.
14, n. 2, p.578-597, fev. 2010. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2009.10.003.
NAKAJIMA, Kiyotaka et al. Nb2O5·nH2O as a Heterogeneous Catalyst with Water-Tolerant Lewis Acid Sites. Journal of The American Chemical Society, [s.l.], v. 133, n. 12, p.4224-4227, 30 mar. 2011. American Chemical Society (ACS). http://dx.doi.org/10.1021/ja110482r.
OLIVEIRA, Claudinei Fabiano de; DIAS, José Alves. Preparação, caracterização e aplicação de CexZr1-xO2 (0,0 ≤ x ≤ 1,0) em combustão de fuligem de diesel e como suporte para H3PW12O40. 2011. 164 f. Tese (Doutorado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2011. Disponível em: <http://repositorio.unb.br/handle/10482/10219>.
Acesso em: 17 jun. 2019.
OLIVEIRA, Claudinei Fabiano de; DIAS, José Alves de. Preparação, caracterização e aplicação de H3PW12040 suportado em zircônia. 2007. 77 f.
Dissertação (Mestrado) – Curso de Química, Instituto de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2007.
OKUHARA, Toshio; MIZUNO, Noritaka; MISONO, Makoto. Catalytic Chemistry of Heteropoly Compounds. Advances In Catalysis, [s.l.], p.113-252, 1996.
Elsevier. http://dx.doi.org/10.1016/s0360-0564(08)60041-3.
SILVA, Gelson T.s.t. da et al. Acidic surface niobium pentoxide is catalytic active for CO2 photoreduction. Applied Catalysis B: Environmental, [s.l.], v. 242,
p.349-357, mar. 2019. Elsevier BV.
http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.10.017.
SOLOMONS, Graham; FRYHLE, Craig; SNYDER, Scott. Organic Chemistry.
11. ed. [s.i]: Wiley, 2014. 1255 p.
SZOSTAK, R.. Chapter 5 Modified Zeolites. Studies In Surface Science And Catalysis, [s.l.], p.153-199, 1991. Elsevier. http://dx.doi.org/10.1016/s0167-2991(08)63603-4
VASILJEVIć, Bojana Nedić et al. In situ synthesis of potassium tungstophosphate supported on BEA zeolite and perspective application for pesticide removal.