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Estudo de MOFs zeolíticas de imidazolato com Zn(II) e Co(II) e emprego na condensação de Knoevenagel
dc.contributor.author | Franke, Karen Niége | |
dc.date.accessioned | 2022-01-18T13:00:29Z | |
dc.date.available | 2022-01-18T13:00:29Z | |
dc.date.issued | 2021-05-26 | |
dc.identifier.citation | FRANKE, Karen Niége. Estudo de MOFs zeolíticas de imidazolato com Zn(II) e Co(II) e emprego na condensação de Knoevenagel. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15479. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15479 | |
dc.description.abstract | A new segment of porous materials has emerged last years: metal organic frameworks (MOFs). Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs), a subclass of MOFs, are formed by metallic cations and imidazolates presenting similar topologies to zeolites. The imidazolate linker have pyridinic nitrogen in its structure, which is part responsible for the basic character of these materials. In the present work, Zn(II) and Co(II) ZIFs with ZIF-8, ZIF-67 and ZIF-L structures were applied in Knoevenagel condensation model reaction. The method of synthesis of these materials stands out, where water was used as a solvent and synthesis was facilitated by a deprotonating agent. X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, CHNS elemental analysis, thermogravimetry, N2, and CO2 physisorption and infrared spectroscopy with CDCl3 as probe molecule was performed. Zn-6TEA, with has ZIF-8 structure and was prepared with triethylamine as deprotonating agent, presented three bands in the region of weak basic sites from the infrared spectrogram with CDCl3. Co-6TEA, which has a ZIF-67 structure, showed bands at the same positions, demonstrating similar basic sites between these sodalite ZIFs. Zn-1FS, with a ZIF-8 structure, was synthesized using sodium formate, and due to the low basicity of this deprotonating agent, nucleation was slowed down, obtaining a high average particle size (~ 6 - 10 μm) when compared to the average particle size of Zn-6TEA (123 ± 25% nm). In Knoevenagel condensation, Zn 1FS showed 28% conversion with 30 min of reaction at 40 °C, while Zn-6TEA showed 64.6% under the same conditions. Thus, demonstrating that the synthesis method directly influences the properties and catalytic performance of ZIFs. It is suggested that, despite the flexibility of these structures, the reaction occurs on the surface and the smaller particle size and consequent larger external area favor the Knoevenagel reaction. The Zn-6TEA sample not only showed high conversion but was also stable in this reaction, maintaining 75% conversion after five reuses for 1 h at 40 °C. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Redes metalorgânicas (MOFs) | por |
dc.subject | Redes zeolíticas de imidazolato (ZIFs) | por |
dc.subject | Reação de condensação de Knoevenagel | por |
dc.subject | Catálise heterogênea | por |
dc.subject | Metal-organic frameworks (MOFs) | eng |
dc.subject | Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) | eng |
dc.subject | Knoevenagel condensation reaction | eng |
dc.subject | Heterogeneous catalysis | eng |
dc.title | Estudo de MOFs zeolíticas de imidazolato com Zn(II) e Co(II) e emprego na condensação de Knoevenagel | por |
dc.title.alternative | Study of zeolitic imidazolate MOFs with Zn(II) and Co(II) applied in Knoevenagel condensation | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Cardoso, Dilson | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2462847535959232 | por |
dc.description.resumo | Um novo segmento de materiais porosos tem ganhado destaque nos últimos anos: as redes metalorgânicas (MOFs). As redes zeolíticas de imidazolato (ZIFs), subclasse das MOFs, são redes metalorgânicas formadas por cátions metálicos e imidazolatos e topologias semelhantes às zeólitas. O ligante imidazolato apresenta nitrogênio piridínico em sua estrutura que é responsável por parte do caráter básico das ZIFs. No presente trabalho, foram estudadas ZIFs de Zn(II) e de Co(II) de estruturas ZIF 8, ZIF 67 e ZIF L e sua aplicação na reação modelo de condensação de Knoevenagel. Destaca se o método de síntese destes materiais, onde água foi utilizada como solvente e com auxílio de agente desprotonador. Foram realizadas difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise elementar CHNS, termogravimetria, fisissorção de N2 e de CO2 e espectroscopia de infravermelho com CDCl3 como molécula sonda. A partir do espectrograma de infravermelho com CDCl3, a Zn 6TEA, de estrutura ZIF-8, sintetizada com o auxílio de trietilamina como agente desprotonador, apresentou três bandas na região de sítios básicos fracos. A Co-6TEA, que possui estrutura ZIF-67, apresentou bandas nas mesmas posições, demonstrando sítios básicos similares entre estas ZIFs sodalitas. A Zn-1FS, de estrutura ZIF-8, foi sintetizada utilizando formiato de sódio, e devido à baixa basicidade deste agente desprotonador, a nucleação foi desacelerada obtendo tamanho de partícula médio elevado (~ 6-10 μm) quando comparado ao tamanho de partícula médio da Zn-6TEA (123 ± 25% nm). Na condensação de Knoevenagel, a Zn 1FS apresentou 28% de conversão com 30 min de reação a 40 °C, enquanto a Zn 6TEA apresentou 64,6% nas mesmas condições. Demonstrando, assim, que o método de síntese influencia diretamente nas propriedades e desempenho catalítico das ZIFs. Sugere-se, que, apesar da flexibilidade destas estruturas, a reação ocorra na superfície e que um menor tamanho de partícula e consequente maior área externa favoreçam a reação de Knoevenagel. A amostra Zn-6TEA não apenas apresentou elevada conversão como também se mostrou estável nesta reação, mantendo conversão de 75% após cinco reusos por 1 h a 40 °C. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | 88882.332809/2019-01 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3572389539600848 | por |