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dc.contributor.authorMacedo, Vinícius de
dc.date.accessioned2020-09-10T16:20:16Z
dc.date.available2020-09-10T16:20:16Z
dc.date.issued2020-03-19
dc.identifier.citationMACEDO, Vinícius de. Esterificação de glicerol com ácido benzoico sobre zeólitas H-ZSM-5 hierárquicas incorporadas com Zr ou Nb. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13229.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13229
dc.description.abstractAcid zeolites are microporous aluminosilicates, which exhibit negative charged AlO4- tetrahedrons in its lattice balanced by protons (H+), generating Brønsted acid sites (BAS). The Lewis acidity of zeolites is commonly accepted as caused by the presence of extraframework Al species (Alef) and also by heteroatoms, such as Ti4+, Sn4+, Zr4+ or Nb5+ tetra-coordinated in its framework. The acidic sites of these heteroatoms are considered to be water tolerant. It has been shown that by adjusting the textural and acidic properties of H-ZSM-5 and H-mordenite zeolites by partially removing Si, Al and or by incorporating the aforementioned atoms, the activity of these catalysts in esterification reactions has been improved. In this context, it is proposed to use acid zeolites, modified by post-synthesis treatments of desilication and Zr or Nb incorporation, to be used in the direct esterification between glycerol and benzoic acid without the use of solvents for the synthesis of α-glycerol monobenzoate (α-MBG). The α-MBG is an important molecule used as a platform in the development of drugs such as carvedilol and propranolol. However, its synthesis is poorly studied, its formation is slow and it can be degraded in acidic media, which stimulates studies to improve its synthesis. So, this thesis presents the incorporation of different levels of Zr or Nb in desilicated ZSM-5 zeolites using the solid state incorporation approach. The results obtained in the XRD diffractograms of the incorporated zeolites identified the formation of the tetragonal phase of zirconia at high Zr contents and the pseudohexagonal phase of niobium in all Nb contents. The chemical mapping images obtained by EDX showed that at high Zr contents there was a high agglomeration of this atom, mainly at the edges of the zeolite crystals, while the Nb agglomerated forming particles. The bands of the DRIFTS spectra referring to the hydroxyl vibrations (νOH) of silanol groups showed an increase in intensity after desilication, indicating an increase in the population of these species. After incorporating Zr or Nb, these intensities decreased, indicating the formation of Si-O-Zr or Si-O-Nb bonds and effective incorporation of these atoms into the structure of zeolites. The DRIFTS obtained after adsorption/desorption of pyridine identified that the relationship between Lewis and Brønsted acid sites (LAS/BAS) of the incorporated zeolites decreased. However, only with samples incorporated with Zr, as the increase in its content, the LAS/BAS also increased. It was observed that the selectivity of the reaction using the zeolites was 100% to α-MBG and the sample desilicated by a concentration of 0.2 mol L-1 of NaOH incorporated with the maximum content of Zr reached the highest absolute yield registered of 350 µmol under the conditions used in this thesis.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectGlicerolpor
dc.subjectNiobocenopor
dc.subjectZirconocenopor
dc.subjectMesoporospor
dc.subjectSítios ácidos de Lewis e Brønstedpor
dc.subjectGlyceroleng
dc.subjectNioboceneeng
dc.subjectZirconoceneeng
dc.subjectLewis and Brønsted acid siteseng
dc.subjectMesoporeseng
dc.titleEsterificação de glicerol com ácido benzoico sobre zeólitas H-ZSM-5 hierárquicas incorporadas com Zr ou Nbpor
dc.title.alternativeEsterification of glycerol with benzoic acid over hierarchical H-ZSM-5 zeolites incorporated with Zr or Nbeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Urquieta-González, Ernesto Antonio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2389975677904655por
dc.description.resumoZeólitas ácidas são aluminossilicatos microporosos cristalinos formados por tetraedros de Si e Al cujos AlO4- são balanceados por prótons (H+), gerando acidez de Brønsted. A acidez de Lewis é atribuída a presença de espécies de alumínio extrarrede e heteroátomos tipo Zr4+ e Nb5+ tetracoordenados em sua estrutura. Os sítios ácidos desses heteroátomos são considerados como tolerantes a água. Já foi demonstrado que pelo ajuste das propriedades texturais e ácidas de zeólitas H-ZSM-5 e H-mordenita pela remoção parcial de Si, Al e ou pela incorporação dos átomos supracitados melhorou-se a atividade desses catalisadores em reações de esterificação. Neste contexto, propõem-se a utilização de zeólitas ácidas, modificadas por tratamentos pós-síntese de dessilicalização e incorporação de Zr ou Nb, para serem utilizadas na esterificação direta entre glicerol e ácido benzoico sem a utilização de solventes para a síntese de α-monobenzoato de glicerol (α-MBG). O α-MBG é uma importante molécula utilizada como plataforma no desenvolvimento de fármacos como o carvedilol e propranolol. Porém, sua síntese é pouco estudada, sua formação é lenta e ele pode ser degradado em meios ácidos, o que estimula estudos para melhorar a sua obtenção. Para este fim, esta tese apresenta a incorporação de diferentes teores de Zr ou Nb em zeólitas ZSM-5 dessilicalizadas utilizando abordagem de incorporação no estado sólido. Os resultados obtidos nos difratogramas de DRX das zeólitas incorporadas identificaram a formação da fase tetragonal de zircônia em teores elevados de Zr e da fase pseudohexagonal da nióbia em todos os teores de Nb. As imagens de mapeamento químico obtido por EDX mostraram que em elevados teores ocorreu elevada aglomeração dos átomos de Zr incorporados, principalmente nas bordas dos cristais das zeólitas, enquanto que o Nb aglomerou formando partículas. As bandas dos espectros de DRIFTS referentes as vibrações de hidroxilas (νOH) de grupos silanóis apresentaram aumento de intensidade após dessilicalização, indicando aumento na população dessas espécies. Após incorporação de Zr ou Nb, essas intensidades diminuíram indicando a formação de ligações Si-O-Zr ou Si-O-Nb e efetiva incorporação desses átomos à estrutura das zeólitas. Os DRIFTS obtidos após adsorção/dessorção de piridina identificaram que relação entre sítios ácidos de Lewis e de Brønsted (LAS/BAS) das zeólitas incorporadas diminuiu. Porém, somente com as amostras incorporadas com Zr, conforme o aumento no teor desse átomo, a LAS/BAS também aumentava. Observou-se que a seletividade da reação utilizando as zeólitas foi de 100% ao α-MBG e a zeólita dessilicalizada com uma concentração de 0,2 mol L-1 de NaOH incorporada com o teor máximo de Zr obteve o maior rendimento absoluto registrado de 350 µmol nas condições empregadas nesta tese.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 141114/2016-9por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9579932522162707por


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