4.2 Case-skolen
4.3.1 Kompetanse, evne til å løse komplekse utfordringer og tillit er tre
Conclusões
O presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de procedimentos de síntese e o estudo das propriedades dos compósitos xerogel de óxido de tungstênio hidratado e pentóxido de vanádio hidratado. Mais especificamente:
- desenvolver procedimentos de síntese empregando o método sol-gel para a preparação de compósitos formados por xerogel de óxido de tungstênio e pentóxido de vanádio suportados em matrizes inorgânicas de óxido hidróxido de alumínio e sílica gel para disponibilizar de forma mais efetiva os sítios ativos dos óxidos empregados. Além disso, sintetizar um material híbrido orgânico-inorgânico intercalado com o agente tensoativo brometo de cetiltrimetilamina (CTAB), visando aumentar o espaçamento interlamelar e a amina primária hexadecilamina (HDA) para aumentar o caráter hidrofóbico do sistema, favorecendo o acesso dos substratos orgânicos em reações de catálise.
- investigar as propriedades estruturais, térmicas e morfológicas dos compósitos sintetizados.
- avaliar a atividade catalítica dos compósitos descritos acima, em reações oxidativa de hidrocarbonetos (cis-cicloocteno, estireno e ciclo-hexano) usando os oxidantes H2O2, m-
Conclusões
- 25 -
V. CONCLUSÕES
O método sol-gel mostrou-se eficiente tanto na obtenção de materias híbridos quanto na imobilização do xerogel dos óxidos de tungstênio e de vanádio em matrizes inorgânicas de óxido hidróxido de alumínio e sílica gel.A intercalação das moléculas orgânicas no xerogel de WO3 e V2O5/WO3 atuou como
um molde ordenando a mesofase lamelar orgânica-inorgânica, fornecendo um material com uma distância interlamelar adequada que facilitou o processo de difusão do substrato durante a reação de catálise. A hexadecilamina introduziu um caráter hidrofóbico no domínio interlamelar, o que favoreceu o processo de difusão das moléculas do substrato, favorecendo assim o processo catalítico em reações de oxidação. O material híbrido WCH mostrou boa atividade catalítica para reações de oxidação com espécies oxidantes diferentes. A atividade catalítica deste material quando se utilizou o m-CPBA foi altamente seletiva para ciclo- hexanol e cis-cicloocteno. Por outro lado, quando o t-BOOH foi usado como oxidante a reação foi altamente seletiva para a ciclo-hexanona. Além disso, podemos dizer que o composto WCH tem potencial como catalisador na oxidação de estireno, em comparação com outros catalisadores similares. Os mesmos testes foram realizados com o material híbrido VWCH, e este material empregado como catalisador nas reações de catálise oxidativa de hidrocarbonetos não apresentou um comportamente tão seletivo quanto ao material WCH.
Em geral, a preparação de materiais híbridos ternários pode tornar-se uma abordagem eficaz para a melhoria do desempenho funcional dessa classe de materiais e a rota de síntese adotada é uma alternativa simples e de baixo custo para a preparação de materiais híbridos ternário para fins catalíticos.
Conclusões
Os materiais WAl e VWAl apresentaram algumas alterações na sua organização, além de mudanças na morfologia. Há evidências de que a matriz de alumina foi recoberta com o óxido de tungstênio, o que favorece o emprego dos mesmos como catalisadores. Os estudos catalíticos demonstraram uma alta eficiência destes materiais na epoxidação do cis- cicloocteno e do estireno quando se utilizou m-CPBA como agente oxidante. Contudo, os testes catalíticos com outros oxidantes não foram satisfatórios, o que leva à conclusão de que a escolha do agente oxidante é um fator determinante para a obtenção de melhores rendimentos com este sistema.
A utilização tanto do MTES como do TEOS como precursores de sílica levaram à formação de materiais que apresentam uma estrutura organizada, a caracterização destes compósitos indica que houve a preservação da estrutura lamelar tanto do xerogel de V2O5
quanto do WO3 em ambos os casos. Contudo, ao contrário dos compósitos obtidos com
TEOS, o emprego do alcóxido MTES proporcionou a formação de partículas esféricas de sílica apenas quando a síntese foi relizada na presença do xerogel de pentóxido de vanádio. No entanto, não se observou a formação destas esferas nos compósitos obtidos com o xerogel de WO3 e MTES. Com isso, pode-se concluir que o método de síntese empregado é simples e
eficiente na obtenção de materiais multicomponentes com potencial aplicação como catalisadores e que a utilização de alcóxidos adequados como precursor de sílica é fundamental para a obtenção de esferas de sílica recobertas por óxido de metal de transição.
Conclusões
Perspectivas Futuras
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O emprego de técnicas como microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia fotoeletrônica de raios X, ressonância magnética nuclear e técnicas de adsorção (BET) serão valiosas não só nos estudos de como estão organizadas os diversos componentes nos materiais híbridos e xerogéis mistos, bem como no estudo das interações W-O-Al e W-O-Si nos compósitos suportados, além dos aspectos morfológicos.
Realizar estudos sistemáticos na síntese dos materiais suportados em esferas sílica visando aumentar a homogeneidade dos materiais e elucidar o mecanismo de formação investigando a influência da acidez do meio, das proporções dos reagentes, uso de diferentes solventes, e temperatura de gelação, por exemplo. Além disso, é possível a realização de testes catalíticos, que verifiquem se os compósitos suportados em sílica atuariam como bons catalisadores em reações de oxidação de hidrocarbonetos, bem como a utilização dos catalisadores obtidos neste trabalho para reações com outros substratos como, por exemplo, limoneno, benzeno, ciclododecano, entre outros.
Perspectivas Futuras
Perspectivas Futuras
- 31 -
[1] Chemistry of the elements, N. Greenwood, A. Earnshaw, Boston:Oxford, 2a ed., 1997.
[2] Departamento Nacional de Produção Mineral – Economia Mineral do Brasil, DNPM/DIRIN, 2009.
[3] Rocks and minerals, F. Pough, Boston: Houghton Mifflin Company, 1988, 4a ed., 19.
[4] E. Lassner, W.D. Schubert. Tungsten: properties, chemistry, technology of the element, alloys, and
chemical compounds. [S.l.]: Springer, 1999.
[5] C. Zamani, O. Casals, T. Andreu, J. Morante, A. Romano-Rodriguez, Sensors and Actuators B, 2009, 140, 557.
[6] S. Yoo, S. Yun, Y. Sung, K. Ahn, Journal of Power Sources, 2010, 195, 5422. [7] J. Zhang, X.L. Wang, H.X. Xia, C.D. Gu, Z.J. Zhao, J.P. Tu, Electrochimica Acta, 2010, 55, 6953.
[8] A. Chemseddine, D. Babonneau e J. Livage; J. Non-Crystalline Solids, 1987, 91, 271.
[9] P. Biswas, N. Pramanik, M. Mahapatra, D. Ganguli, J. Livage, Matterials Letters, 2003, 57, 4429.
[10] G.P. Ricci, Z.N. Rocha, S. Nakagaki, K.A.D.F. Castro, A.E.M. Crotti, P.S. Calefi, E.J. Nassar, K.J. Ciuffi, Applied Catalysis A: General, 2010, 389,147.
[11] J. Livage, G. Guzman; Solid State Ionics, 1996, 84, 205.
[12] L.M. Kuti, S.S. Bhella, V. Tahngadurai, Inorganic Chemistry, 2009, 48, 6804. [13] B. Gérand, G. Nowogrocki, M. Figlarz, Solid State Ionics, 1981, 38, 312. [14] P. Judeinsten, R. Morineau, J. Livage, Solid State Ionic, 1992, 51, 329.
[15] U.O. Krasovev, M. Topi, A. Georg, A. Georg, G. Drazic, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2005, 36, 45.
[16] L. Feng, E. Urnezius, R.L. Luck, Journal of Organometallic Chemistry, 2008, 693, 1564.
[17] G.N. Barbosa, A.T. Bolsoni, H.P. Oliveira, Journal of Non-Crystalline Solids, 2008, 354, 3548.
[18] B. Weckhuysen, D. Keller; Catal. Today, 2003, 78, 25.
[19] Inorganic Chemistry Concepts, Heteropoly and Isopoly Oxometalates, M.T. Pope, Springer-Verlag, 1983.
[20] Y.J. Kim, A.C. Marschilok, K.J. Takeuchi, E.S. Takeuchi, Journal of Power Sources, 2011, 196, 6781.
Perspectivas Futuras
[21] P. Adão, J.C. Pessoa, R.T. Henriques, M.L. Kuznetsov, F. Avecilla, M.R. Maurya, U. Kumar, I. Correia, Inorganic Chemistry, 2009, 48(8), 3542.
[22] E.M. Guerra, K.J. Ciuffi, H.P. Oliveira, Journal of Solid State Chemistry, 2006, 179, 3814.
[23] Handbook of Chemical Tecnology and Pollution Control, M.B. Kocking, Academic Press, 1998.
[24] Insights into speciality inorganic chemical, D. Thompson, Royal of Society Chemistry, 1995.
[25] J. Livage; Chem. Mater., 1991, 3, 578-593
[26] G. Zakharova, V. Volkov; Russ. Chem. Rev., 2003, 72(4), 311. [27] J.N. Armor, Catalysis Today, 2011, 163, 3.
[28] Heterogeneous Catalysis: Principles and Applications, G.C. Bond, 2nd edition, Oxford – New York, 1987.
[29] J.M. Thomas and W.J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous
Catalysis, 2003, 216, 298.
[30] Heterogeneneous Catalysis for the Synthetic Chemist, R.L. Augustine, New York, 1996.
[31] I.E. Wachs, Catalysis Today, 2005, 100 79.
[32] A.J. Brown, J. Bultitude, J.M Lawson, H.D. Winbow, S. Witek, Raw Materials, Engineered Material Handbook, vol 4, Ceramincs and Glasses, p. 43-51, 1991.
[33] Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 2, 129-201, John Wiley & Sons, New York. 1985.
[34] I. Levin, L.A. Bendersky, D.G. Brandon, M. Rühle, Acta Mater., 1997, 45(9), 3659.
[35] A.M. Aguilar, J.G. Eon, Applied Catalysis A: General, 1998, 167, 203. [36] P.M. Forster, A.K. Cheetham, Topics in Catalysis, 2003, 24, 79.
[37] M. Fujita, Y.J. Kwon, S. Washizu and K. Ogura, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 1151.
[38] J.M. Tanski and P.T. Wolczanski, Inorg. Chem., 2001, 40, 2026.
[39] M. Abrantes, T.R. Amarante, M.M. Antunes, S. Gago, F.A. Almeida Paz, I. Margiolaki, A.E. Rodrigues, M. Pillinger, A.A. Valente, I.S. Gonçalves, Inorg. Chem., 2010, 49, 6865–6873.
Perspectivas Futuras
- 33 -
[40] G. Mata, R. Trujillano, M.A. Vicente, S.A. Korili, A. Gil, C. Belver, K.J. Ciuffi, E.J. Nassar, G.P. Ricci, A. Cestari, S. Nakagaki, Microporous and Mesoporous Materials, 2009, 124, 218.
[41] K.S. Suslick, in: K.M. Kadish, K.M. Smith, R. Guilard (Eds.), The Porphyrin Handbook, vol. 4, pp. 41–63, Academic Press, New York, 2000.
[42] A. L. Faria, C. Airoldi, F. G. Doro, M. G. Fonseca, M. D. Assis, Applied Catalysis A: General, 2004, 268, 217.
[43] X. Lu, Y. Yuan, Applied Catalysis A: General, 2009, 365, 180.
[44] J. Macht, C.D. Baertsch, M. May-Lozano, S.L. Soled, Y. Wang, E. Iglesia, Jounal of Catalysis, 2004, 227, 479.
[45] X. Chen, G. Clet, K. Thomas, M. Houalla, Jounal of Catalysis, 2010, 273, 236. [46] H. Li, W. Zhu, X.He, Q. Zhang, J. Pan, Y. Yan, React. Kinet. Catal. Letter, 2007, 92, 319.
[47] Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 9, 251–266, John Wiley & Sons, New York. 1985.
[48] G. Sienel, R. Rieth, K.T. Rowbottom, in: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry (on-line version), Epoxides, John Wiley & Sons, 2008.
[49] G.Q. Liu, G.J. Wang, Z.X. Yang, Y.W. Liu, M.X. Xu, L. Wang, J Porous Mater, 2010, 17, 57.
[50] V.R. Choudhary, D.K. Dumbre, Applied Catalysis A: General, 2010, 375, 252– 257.
[51] U. Schuchardt, D. Cardoso, R. Sercheli, R. Pereira, R. S. da Cruz, M. C. Guerreiro, D. Mandelli, E. V. Spinacé, E. L. Pires, Applied Catalysis A: General, 2001, 211, 1. [52] Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 16, 480-498, John Wiley & Sons, New York, 1985.
[53] E. Ruckenstein, Z. Chao, Nano Lett., 2001, 1, 12. [54] J. Livage, Coord. Chem. Rev., 1998, 999, 178.
[55] J.T. Szymanski, A.C. Roberts, Canadian Mineralogist, 1984, 22, 681.
[56] B. Gerand, G. Nowogrocki, M. Figlarz, J. Solid State Chem. 1981, 38, 312.
[57] N.S.P. Bhuvanesh, S. Uma, G.N. Subbanna, J. Gopalakrishnan, J. Mater. Chem., 1995, 5, 927.
[58] B. Gerand, G. Nowogrocki, J. Guenot, M. Figlarz, J. Solid State Chem., 1979, 29, 429.
Perspectivas Futuras
[59] J. Pfeifer, C. Guifang, P. Tekula-Buxbaum, B.A. Kiss, M. Farkas-Jahnke, K. Vadasdi, J. Solid State Chem., 1995, 119, 90.
[60] N. Neumann, M. Leavin-Elad, Applied Catalysis A: General, 1995, 122, 85. [61] S. Kanan, Z. Lu, J. Cox, G. Bernhard, C. Tripp; Langmuir, 2002, 18, 1707.
[42] Y. Solonin; O. Khyzhun; E. Graivoronskaya; Crystal Groeth e Design, 2001, 1(6), 473.
[63] F. Somma, G. Strukul, Journal of Catalysis, 2004, 227, 344.
[64] A.Y. Borissevitch, M.I. Yanovskaya, V.G. Kessler, N.I. Nikonorova, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 1998, 12, 111.
[65] A. Jimtaisong, R.L. Luck, Inorganic Chemistry, 2006, 45, 10391. [66] X. Yu, Microporous and Mesoporous Materials, 2007, 98, 70.
[67] G.T. Chandrappa, J. Livage, Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic and Nano-Metal Chemistry, 2006, 36, 23.
[68] B. Ha, K. Char, H.S. Jean, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 24434. [69] X.Q. Xua, H. Shena, X.Y. Xiong, Thin Solid Films, 2002, 415, 290.
[70] Y. Qu, W. Wang, L. Jing, S. Song, X. Shi, L. Xue, H. Fu, Applied Surface Science, 2010, 257, 151.
[71] E.M. Guerra, H.P. Oliveira, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2009, 52, 315.
[72] S. R. G. Carrazán, C. Martín, G. Solana, and V. Rives, Langmuir, 2001, 17, 6968. [73] J.P. Chen, R.T. Yang, Appl. Catal., 1992, 80, 135.
[74] T. Kim, A. Burrows, C.J. Kiely, I.E. Wachs, Journal of Catalysis, 2007, 246, 370. [75] J.L. Szetu, R.L. Frost, J.T. Kloprogge, S.C. Russel, W. Martens, Thermochim. Acta, 2000, 362, 37.
[76] A. Boumaza, A. Djelloul, F. Guerrab; Powder Technology, 2010, 201, 177.
[77] M.L. Guzmán-Castillo, X. Bokhimi, A. Toledo-Antonio, J. Salmones-Blásquez, F. Hernández-Beltrán, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 2099.
[78] M. Nguefack, A.F. Popa, S. Rossignol, C. Kappenstein, Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, 5, 4279.
[79] M. Nguefack, A.F. Popa, S. Rossignol, C. Kappenstein, Phys. Chem. Chem. Phys., 2003, 5 , 4279.
[80] J.A. Wang, X. Bokhimi, A. Morales, O. Navaro, T. López, R. Gómez, J. Phys. Chem. B, 1999, 103, 299.
Perspectivas Futuras
- 35 -
[82] K. Rakottyay, A. Kaszonyi; Applied Catalysis A: General, 2009, 367, 32.
[83] Y. He, Z. Wu, L. Fu, C. Li, Y. Miao, L. Cao, H. Fan, B. Zou, Chem. Mater. 2003, 15, 4039.
[84] G. Alejandre, J. Ramirez, G. Busca, Langmuir, 1998, 14, 630.
[85] Q. Lin, K. Shimizu, A. Satsuma; Applied Catalysis A: General, 2009, 365, 55. [86] M. Gimenes; L. Profeti; T. Lassali; C. Graeff; H. Oliveira; Langmuir, 2001, 17, 1975.
[87] E.C. Zampronio, T.A.F. Lassali, H.P. Oliveira, Electrochimica Acta, 2005, 51, 257. [88] G.K. Priya, P. Padmaja, G.K. Warrier, A.D. Damodaran, G. Aruldahas, J. Materials, Science Letters, 1997, 16, 1584.
[89] J.L. Gurav, A.V. Rao, U.K.H. Bangi, Journal of Alloys and Compounds, 2009, 471, 296.
[90] Sol-gel science – The physics and chemistry of sol-gel processing, C.J. Brinker, G.W. Scherer, Academic Press: California, 1990.
[91] S. Cui, Y. Liu, M. Fan, A.T. Cooper, B. Lin, X. Liu, G. Han, X. Shen, Materials Letters, 2011, 65, 606.
[92] A.C. Pierre, G.M. Pajonk, Chem.Rev., 2002, 102, 4243.
[93] A.V. Rao, R.R. Kalesh, D.P. Amalnerkar, T. Seth T, J. Porous Mater, 2003, 10, 23. [94] D.Y. Nadargi, A.V. Rao, Journal of Alloys and Compounds, 2009, 467, 397. [95] J. Gallardo, P. Galliano, J. Sol-Gel Sci.Technol., 2000, 19, 393.
[96] C.J. Brinker, K.D. Keefer, D.W. Schaefer, C.S. Ashley, J. Non-Cryst. Solids, 1982, 48, 47.
[97] E.J. Nassar, Y. Massaddeq, S.J.L. Ribeiro, Quim. Nova, 2002, 25(1), 27. [98] A.A.S. Alfaya, L.T. Kubota, Química Nova, 2002, 25(5), 835.
[99] M.A.U. Martines, E. Pecoraro, J.A. Simoneti, M.R.Davolos, M. Jafelicci Jr., Separation Science ans Technology, 2000, 35, 287.
[100] C.A.P. Leite, E.F. de Souza, F. Galembeck, J. Braz. Chem. Soc., 2001, 12, 519. [101] W. Stöber, A. Fink, J. Colloid Interface Sci., 1968, 26, 62.
[102] A.K. Van Helden, J.W. Jansen, A. Vrij, J.Colloid Interf. Sci., 1981, 81, 354. [103] G.H. Bogush, C.F. Zukoski, J.Colloid Interf.Sci., 1990, 142, 19.
[104] G. Büchel, K.M. Unger, A. Matsumoto, K. Tsutsumi, Adv. Mater. 1998, 10, 1037. [105] T. Matsoukas, E. Gulari, J. Colloid Interf. Sci., 1989, 132, 13.
[106] T. Matsoukas, E. Gulari, J. Colloid Interf. Sci., 1991, 145, 557.
Perspectivas Futuras
[108] H. Izutsu, F. Mizukami, P.K. Nair, Y. Kiyozumi, K. Maeda, J. Mater. Chem., 1997¸ 7, 767.
[109] T. Kawaguchi, K. Ono, J. Non-Cryst. Solids, 1990, 121, 383.
[110] B. Karmakar, G. De, D. Ganguli, J. Non-Cryst. Solids, 2000, 272, 119.. [111] A. Arkhireeva, J.N. Hay, J. Mater. Chem., 2003, 13, 3122.
[112] J.Y. Choi, C.H. Kim, D.K. Kim, J. Am. Ceram. Soc., 1998, 81, 1184. [113] Y. Ma, M. Kanezashi, T. Tsuru, J. Sol-Gel Sci Technol, 2010, 53, 93. [114] M. Wada, K. Kamiya, H. Nasu, Phys. Chem. Glasses, 1992, 33(2), 56. [115] G. Barbosa, C. Graeff, H. Oliveira, Eclética Química, 2005, 30(2), 7. [116] R.Ueda, J, Kobayashi, J. Phys. Rev., 1953, 91, 1565.
[117] G. Barbosa, H. Oliveira, J. Now-Crystalline Solids, 2006, 352, 3009. [118] V. Hulea, E. Dumitriu, Appl. Catal. A Gen., 2004, 277, 99.
[119] H. Vrubel, K.J. Ciuffi, G.P. Ricci F.S. Nunes, S. Nakagaki, Applied Catalysis A: General, 2009, 368, 139.
[120] S.T. Castaman, S. Nakagaki, R.R. Ribeiro, K.J. Ciuffi, S.M. Drechsel, J. Molecular Catalysis A: Chemical, 2009, 300, 89.
[121] K.A.D.F. Castro, M. Halma, G.S. Machado, G.P. Ricci, G.M. Ucoski, K.J. Ciuffi, S. Nakagaki, J. Braz. Chem. Soc.,2010, 21(7), 1329.
[122] X. Yu, L. Xu, X. Yang, Y. Guo, K. Li, J. Hu, W. Li, F. Ma, Y. Guo, Applied Surface Science, 2008, 254, 4444.
[123] S. Nakagaki, F.L. Benedito, F. Wypych, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2004, 217, 121.
[124] R. Rinaldi, U. Schuchardt, J. Catal. 2004, 227, 109-116.
[125] G.N. Barbosa, T.C.O. Mac Leod, D.F.C. Guedes, M.D. Assis, H.P. Oliveira, J. Sol-Gel Sci Technol, 2008, 46, 99.
[126] B.M. Reddy, K. Narsimha, P.K. Rao, V.M. Mastikhin, Journal of Catalysis, 1989, 118, 22.
[127] M. Silva, B. Castro, J.L. Figueiredo, J. Mol. Catal. A: Chem., 2006, 258, 327. [128] R.A. Sheldon, J.K. Kochi, Metal-Catalyzed Oxidantion of Organic Compounds, Academic Press, New York, 1981, 340.
[129] U. Shuchardt, W. Carvalho, E.V. Spinacé, Synlett, 1993, 10, 713.
[130] A.Q. Yang, C. Li, S. Yuan, J. Li, P. Ying, Q. Xin, W. Shi, Journal of Catalysis, 1999, 183, 128
Perspectivas Futuras