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dc.contributor.authorPassini, Ricardo José
dc.date.accessioned2021-08-02T13:39:37Z
dc.date.available2021-08-02T13:39:37Z
dc.date.issued2021-05-06
dc.identifier.citationPASSINI, Ricardo José. Oxidação direta de metano a metanol sobre espécies [CuxOy] incorporadas em zeólitas ferrierita. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14694.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14694
dc.description.abstractThe development of technologies to minimize the CO2 emissions, which are generated by the indiscriminate burning of fossil fuels, remains a relevant research topic in the context of the planet's sustainability. Thus, it is strategic to avoid the methane’s burning and even its proper emission, therefore being interesting valorize it as raw material to produce chemical and intermediates. In this scenario, the conversion of methane to methanol has gained strong relevance due to its wide application possibilities. However, the strong carbon and hydrogen bond in the methane molecule becomes a challenge in the search for routes to promote its reactivity. Another drawback to overcome is the methanol overoxidation because it is more reactive than methane itself. Considering the promising results of conversion and selectivity of methane to methanol over cationic clusters [CuxOy] incorporated in zeolites, this work evaluated ferrierite zeolites containing those species. The Cu-ferrierites were characterized by X-ray diffraction, nitrogen physisorption, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy, and temperature-programmed reduction with hydrogen. The catalytic evaluation involved three steps: (i) activation of the Cu-ferrierites under air flow at 550 ºC; (ii) reaction of methane to methanol at 210 ºC, and (iii) extraction of the adsorbed methanol. The results confirmed that cationic [CuxOy] complexes were the active species in the conversion of methane to methanol, since physical mixtures of copper oxide with the precursor ferrierites did not show methanol yield. With the aim to identify the active species, the Cu-ferrierites were analyzed in situ by FTIR and DRS UV-Vis in the same conditions used during the activation and reaction steps. The results showed bands attributed to dimeric copper species in the FTIR spectra and, in the DRS-UV-Vis spectra, bands corresponding to cationic complexes bis(μ-oxo) dicopper and μ-(η2:η2)peroxo dicopper, with the last being the precursor of the active species mono(μ-oxo) dicopper.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)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.subjectMetanopor
dc.subjectMetanolpor
dc.subjectFerrieritapor
dc.subjectEspécies catiônicas [CuxOy]por
dc.subjectAnálises in situ: FTIR e DRS UV-Vispor
dc.subjectMethaneeng
dc.subjectMethanoleng
dc.subjectFerrieriteeng
dc.subjectCationic clusters [CuxOy]eng
dc.subjectIn situ analyses: FTIR and DRS UV-Viseng
dc.titleOxidação direta de metano a metanol sobre espécies [CuxOy] incorporadas em zeólitas ferrieritapor
dc.title.alternativeDirect oxidation of methane to methanol over [CuxOy] species incorporated in ferrierite zeoliteseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Urquieta-González, Ernesto Antonio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2389975677904655por
dc.description.resumoO desenvolvimento de tecnologias para a minimização de emissões de CO2, pela queima indiscriminada de combustíveis fósseis, permanece um tópico de pesquisa relevante no contexto da sustentabilidade do planeta. Assim, é estratégico evitar a queima e as próprias emissões de metano, sendo de interesse, portanto, valorizá-lo como matéria prima para a produção de produtos e intermediários químicos. Nesse cenário, a conversão de metano em metanol tem ganhado um forte destaque devido ao amplo espectro de aplicações desse álcool. No entanto, a forte ligação entre o carbono e os hidrogênios na molécula de metano, se torna um desafio na busca por rotas para promover sua reatividade. Um outro desafio a superar, é que os produtos da oxidação parcial do metano são mais reativos do que ele. Levando-se em consideração resultados promissores de conversão e seletividade de metano em metanol sobre espécies catiônicas [CuxOy] incorporadas em zeólitas, neste trabalho avaliaram-se zeólitas ferrierita contendo esse tipo de espécie. As Cu-ferrieritas foram caracterizadas por difração de raios X, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por energia dispersiva e redução com hidrogênio à temperatura programada. O processo de avaliação catalítica envolveu: (i) ativação das Cu-ferrieritas sobre fluxo de ar a 550 ºC; (ii) reação do metano a metanol a 210 ºC e, (iii) extração do metanol adsorvido. Os resultados confirmaram que complexos catiônicos [CuxOy] foram as espécies ativas na conversão de metano a metanol, visto que misturas físicas das ferrieritas precursoras com óxido de cobre não apresentaram atividade. Para identificação das espécies ativas, as Cu-ferrieritas foram analisadas in situ por FTIR e DRS-UV-Vis, nas mesmas condições utilizadas nas etapas de ativação e reação. Os resultados evidenciaram bandas atribuídas a dímeros de cobre nos espectros de FTIR e bandas correspondentes a complexos catiônicos bis(μ-oxo) dicobre e do precursor μ-(η2:η2)peroxo dicobre da espécie mono(μ-oxo) dicobre, nos espectros de DRS UV-Vis.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 88882.332815/2019-01por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0176904791584331por


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