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dc.contributor.authorPicinini, Monize
dc.date.accessioned2019-08-12T18:50:13Z
dc.date.available2019-08-12T18:50:13Z
dc.date.issued2019-03-14
dc.identifier.citationPICININI, Monize. Oxidação de metano a metanol sobre zeólitas Cu.MOR: efeito do método de preparação na atividade catalítica. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11712.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11712
dc.description.abstractThe direct oxidation of methane to higher value-added products, such as methanol, has gained notable interest in recent times. The challenge is that this process occurs with high efficiency and lower energy consumption, thus becoming economically interesting. Due to the difficulty in breaking the C-H bonds of methane, it was required to employ catalysts active and selective to methanol. Thus, the researches have been directed to the use of zeolites exchanged with oxo-cations species (M-O-M)2+, responsible for the oxidation of methane, recreating a mechanism of reactivity similar to that found in the enzyme methane monooxygenase. In this context, this work had as objective to oxidize methane to methanol on Cu.mordenite zeolites with different Si/Al ratios, which were prepared by ion exchange or impregnation method. The samples were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, nitrogen physisorption, scanning electron microscopy, hydrogen temperature-programmed reduction, Raman spectroscopy, and diffuse reflectance ultraviolet-visible spectrophotometry. The oxidation of methane was carried out in three steps: activation of Cu.mordenite zeolites under air flow, reaction with methane and extraction of the generated methanol adsorbed on the zeolite. The influence on the catalytic activity of the preparation method, content, and type of copper species and Si/Al ratio were analyzed. All the zeolites studied were able to convert methane to methanol, however, those prepared by ion exchange showed higher production than those prepared by impregnation. The maximum production obtained, with a value of 15.61 μmol of methanol.gcat-1 is in the order of results found in the literature. Based on the methanol production and characterization data, it was possible to confirm that the presence of oxidized copper species occupying charge compensation sites in the zeolite was a determining factor in their activity, whereas the copper oxide formation did not present activity. As expected, methanol production increased with the addition in copper content, however, increased with the Si/Al ratio of the zeolite. Under the conditions used, it was not possible to identify the copper oxo-cations species by the DRS-UV-Vis and Raman spectroscopy techniques.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso restritopor
dc.subjectMetanopor
dc.subjectMetanolpor
dc.subjectZeólita mordenitapor
dc.subjectOxo-cátions de cobrepor
dc.subjectMethaneeng
dc.subjectMethanoleng
dc.subjectMordenite zeoliteeng
dc.subjectCopper oxo-cationseng
dc.titleOxidação de metano a metanol sobre zeólitas Cu.MOR: efeito do método de preparação na atividade catalíticapor
dc.title.alternativeOxidation of methane to methanol over Cu.MOR zeolites: effect of the preparation method on catalytic activityeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Urquieta-González, Ernesto Antonio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2389975677904655por
dc.description.resumoA oxidação direta de metano em produtos de maior valor agregado, como o metanol, ganhou notório interesse nos últimos tempos. O desafio é que esse processo ocorra com alto rendimento e menor consumo energético, assim tornando-se economicamente interessante. Devido à dificuldade em quebrar as ligações C-H do metano, é necessário desenvolver catalisadores altamente ativos e seletivos à formação de metanol. Sendo assim, as pesquisas têm sido direcionadas para utilizar zeólitas trocadas com espécies de oxo-cátions metálicos (M-O-M)2+, responsáveis pela oxidação do metano, recriando um mecanismo de reatividade similar ao encontrado na enzima metano monooxigenase. Dentro desse contexto, este trabalho teve como objetivo oxidar metano a metanol sobre zeólitas Cu.mordenita com diferentes razões Si/Al, as quais foram preparadas por troca iônica ou impregnação. As amostras foram caracterizadas por fluorescência de raios X, difração de raios X, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, redução com hidrogênio à temperatura programada, espectroscopia Raman e espectroscopia por refletância difusa no ultravioleta visível. A oxidação do metano foi realizada em três etapas: ativação das zeólitas Cu.mordenita sob fluxo de ar, reação com o metano e extração do metanol gerado adsorvido na zeólita. Analisou-se a influência na atividade catalítica do método de preparação, teor e tipo da espécie de cobre e razão Si/Al. Todas as zeólitas estudadas foram capazes de converter metano a metanol, no entanto, as preparadas por troca iônica apresentaram produção superior às preparadas via impregnação. A produção máxima obtida, com valor de 15,61 μmol de metanol.gcat-1 está na ordem de resultados encontrados na literatura. Com base nos dados de caracterização e produção de metanol, foi possível confirmar que a presença de espécies de cobre oxidadas ocupando sítios de compensação de carga na zeólita foi um fator determinante na sua atividade, enquanto a formação de óxido de cobre não apresentou atividade. Conforme esperado, a produção de metanol aumentou com o acréscimo do teor de cobre, no entanto, aumentou com a razão Si/Al da zeólita. Nas condições utilizadas, não foi possível identificar as espécies oxo-cátions de cobre pelas técnicas DRS-UV-Vis e espectroscopia Raman.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 2018/01258-5por
dc.ufscar.embargo12 meses após a data da defesapor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7026596027202260por


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