Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
33a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Niobia modificada com H
2O
2: Novo catalisador para oxidação seletiva de metanol para dimetoximetano (DMM).
Francisco Guilherme E. Nogueira (PG), Nayara T. Prado (IC), Cleiton Nunes (PG), Luiz Carlos A.
Oliveira*(PQ). *Email: luizoliveira@ufla.br
Departamento de Química, Universidade Federal de Lavras, Caixa Postal 3037, CEP 37200-000, Lavras-MG, Brazil
Palavras Chave: Dimetoximetano, Niobia, Metanol
Introdução
Dimetoximetano (DMM) tem baixa toxicidade e pode ser usado em vários processos industriais, como por exemplo, na produção de H2 e também como aditivo em diesel.1
Catalisadores como Re/Fe2O3 e V2O5/TiO2 são relatados como os mais eficientes na conversão de metanol a DMM . Porém, catalisadores apresentados nesse trabalho possuem a vantagem, de a reação ocorrer a baixas temperatura 120 oC.
Recentemente, uma nova classe de compostos de niobia foi desenvolvida pelo pré-tratamento com H2O2 para geração de uma niobia modificada de acordo com a equação12.
Essa modificação superficial gera fortes grupos oxidantes denominados de grupos peroxos3.
Resultados e Discussão
A formação de grupos peroxos pode ser observada pela analise de XPS (Figura 1). O perfil do XPS mostra a formação de grupos oxigenados na superfície da niobia após o tratamento com peróxido de hidrogênio.
Figura 1 – Perfil do XPS da região O1s da niobia pura e após o tratamento com H2O2 (niobia modificada).
A niobia sintética após a modificação da superfície com peróxido de hidrogênio apresentou uma alta seletividade para a produção de dimetoximetano (DMM) (figura 2). É importante ressaltar que a niobia sem o prévio tratamento com H2O2 e temperaturas inferiores a 120oC não apresentou atividade significativa.
Figura 2 – Oxidação seletiva de metanol para dimetoximetano a 120oC sobre niobia modificada.
Conclusões
A niobia previamente tratada com H2O2 apresentou uma alta atividade catalítica na conversão direta de metanol a DMM. Estes resultados descrevem pela primeira vez a reação em fase liquida a 120oC.
Esses resultados são interessantes, pois o dimetoximetano pode elevar o número de cetanas e por isso considerado um promissor aditivo para o óleo diesel, podendo atuar ainda na redução da emissão de particulados.
Agradecimentos
CBMM, DQI-UFLA, CNPq e Fapemig ____________________
1 Ren, Y.; Huang, Z.; Jiang, D.; Liu, L.; Zeng, K.; Liu, B.; and Wang, X. Wang, Applied Thermal Engineering, 2006, 26, 337.
2 Oliveira, L.C.A.; Ramalho, T.C.; Gonçalves, M.; Cereda, F.; Carvalho, K.T.G.; Nazzaro, M.S., and Sapag, K. Chem. Phys. Lett., 2007, 446, 33.
3 Esteves, L.C.A. Oliveira, T.C. Ramalho, M. Gonçalves, A.S.
Anastácio and H.W.P. Carvalho, Catal. Commun., 2008, 10, 330.
0 1 2 3 4 5
0 20 40 60 80 100
Conversion/%
Time of reaction/h
dimethoxymethane
methanol
Dimetoximetano
Metanol
Tempo de reação/h Cat=O
(synthetic niobia)
+ H2O2 o
Cat o + H2O
(modified niobia)
Niobia sintética (Niobia modificada)
Eq. 1
Pico principal em 529,9 eV ânios oxigênio
Pico intenso em 532,1 eV grupos oxigenados gerados na superfície
530 531 532 533 534 535 peroxo group on surface after treatment with H2O2
modified niobia
Binding energy/eV synthetic niobia (without treatment) Niobia Sintética (Sem tratamento)
Niobia modificada Grupo
Peroxo
Energia de ligação/eV
Conversão/%
