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dc.contributor.authorScolari, Eduardo
dc.date.accessioned2019-05-07T12:39:44Z
dc.date.available2019-05-07T12:39:44Z
dc.date.issued2019-02-18
dc.identifier.citationSCOLARI, Eduardo. Estudo do efeito dos parâmetros de síntese da Sn-MCM-41 e Sn-SBA-15 em suas propriedades estruturais, texturais e catalíticas na isomerização da glicose. 2019. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11376.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11376
dc.description.abstractThe 5-hydroximethilfurfural (5-HMF) is a platform molecule that has great potential to originate a wide range of compounds with potential interest in biorefinery, as well as compounds currently produced exclusively from non-renewable carbon sources. The 5-HMF can be obtained via dehydration of hexoses, but with low selectivity (< 30%). On the other hand, fructose, a glucose isomer, can be dehydrated to 5-HMF with high selectivity (> 70%). Recently it has been discovered that using a combination of Lewis acids and Brønsted acids, in the right proportion, allows the direct conversion of glucose into 5-HMF with selectivities higher than 60%. In this process, the Lewis acid isomerizes the glucose to fructose, which is subsequently dehydrated by the Brønsted acid. While several brønsted acid catalysts are known to be efficient in the dehydration of fructose, Sn-Beta zeolite appears almost exclusively as a heterogeneous Lewis acid catalyst for glucose isomerization. However, Sn-Beta has a long, complicated synthesis with questionable reproducibility. Thus, in this study, we proposed the use of mesoporous amorphous stannosilicates as catalysts of glucose isomerization. The effects of the synthesis parameters of mesoporous stannosilicates Sn-MCM-41 and Sn-SBA-15 were evaluated, in the face of its textural, structural and catalytic properties in the isomerization of glucose. The characteristic structures were obtained for all silicates, although the use of an organic base and higher concentrations of acid decreased the ordering respectively for samples MCM-41 and SBA-15. It was observed the presence of tetrahedral tin, indicating insertion in the framework, besides penta and hexacoordinated tin species. The isotherms obtained are as expected for these materials. Changes in pH and Si:Sn ratio didn’t present great effects on the MCM-41 cell parameters and wall thickness, although thermal treatment reduced the last. Variations in synthesis parameters have more visible effects for SBA-15 silicates. The materials in general showed values of selectivity for fructose above 75%, which can be considered very good. It is worth mentioning MCM-41 synthesized with TMAOH showed these values even with larger conversions. The most promising materials (TMAOH 12.9-3% Sn-25 ° C; NH4OH 12.9-3%-50 ° C and SBA15-0.07-3%) were studied more deeply in relation to their catalytic properties. The kinetic tests and indicated that in general the reaction goes into equilibrium at 110 minutes. Only exchange of the organic solvent GVL and THF (polar aprotic) to methanol (polar protic) resulted in significant changes in the behavior of the rates of glucose conversion and selectivity, being GVL the most interesting solvent.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectGlicosepor
dc.subjectIsomerizaçãopor
dc.subjectEstanosilicatospor
dc.subjectGlucoseeng
dc.titleEstudo do efeito dos parâmetros de síntese da Sn-MCM-41 e Sn-SBA-15 em suas propriedades estruturais, texturais e catalíticas na isomerização da glicosepor
dc.title.alternativeStudy of the effect of the synthesis parameters of Sn-MCM-41 and Sn-SBA-15 on their structural, textural and catalytic properties in the isomerization of glucoseeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Gallo, Jean Marcel Ribeiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3485408327490746por
dc.description.resumoO 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) é uma molécula plataforma que apresenta grande potencial de originar uma grande gama de compostos com potencial interesse na biorrefinaria, bem como compostos atualmente produzidos exclusivamente de fontes de carbono não-renováveis. O 5-HMF pode ser obtido via desidratação de hexoses, porém com baixa seletividade ( <30 %). Por outro lado, a frutose, um isômero da glicose, pode ser desidratada a 5-HMF com alta seletividade (> 70 %). Recentemente, descobriu-se a utilização de uma combinação de ácido de Lewis e ácido Brønsted na proporção correta permite a conversão direta da glicose em 5-HMF com seletividades superiores a 60 %. Nesse processo, o ácido de Lewis isomeriza a glicose a frutose, a qual é subsequentemente desidratada pelo ácido de Brønsted. Enquanto são conhecidos diversos catalisadores ácidos de Brønsted eficientes na desidratação da frutose, a Zeolita Sn-Beta aparece quase que exclusivamente como catalisador ácido de Lewis para a isomerização da glicose. Porém, a Sn-beta tem uma síntese longa, complicada e com reprodutibilidade questionável. Dessa forma, neste trabalho propusemos o uso de estanossílicas amorfas mesoporosas como catalisadores da isomerização da glicose. Foram avaliados os efeitos dos parâmetros de síntese de estanossilicatos mesoporosos Sn-MCM-41 e Sn-SBA-15, frente suas propriedades texturais, estruturais e catalíticas na isomerização de glicose. Obtiveram-se as estruturas características para todos os silicatos, embora o uso de uma base orgânica e concentrações e mais elevadas de ácido tenham diminuído o ordenamento respectivamente para amostras MCM-41 e SBA-15. Observou-se a presença de estanho tetraédrico, indicando inserção na rede, além de espécies penta e hexacoordenadas. As Isotermas obtidas estão conforme esperadas para estes materiais. Alterações de pH e razão Si:Sn não apresentaram grandes efeitos nas MCM-41 nos paramentos de cela e espessura das paredes, embora tratamento térmico tenha reduzido a última. As variações de parâmetros de síntese apresentam efeitos mais visíveis para os silicatos SBA-15. Os materiais em geral apresentaram valores de seletividade para frutose acima de 75 %, que podem ser considerados muito bons. Cabe ressaltar que MCM-41 sintetizadas com TMAOH mostraram estes valores mesmo com conversões maiores. Os Materiais mais promissores (TMAOH 12,9-3%Sn-25°C; NH4OH 12,9-3%-50°C e SBA15-0,07-3%) foram estudados mais a fundo em relação a suas propriedades catalíticas. Os testes cinéticos apontaram que em geral a reação entra em equilíbrio aos 110 minutos. Apenas troca do solvente orgânico GVL e THF (polares aproticos) ao pôr metanol (polar prótico) acarretou significantes mudanças de comportamento nas taxas de conversão de glicose e seletividade, sendo GVL o solvente mais interessante.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::DETERMINACAO DE ESTRUTURA DE COMPOSTOS INORGANICOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 1600947por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1209001063337177por


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