WO3 suportado em biomassa como catalisador para oxidação de sulfetos de alta eficiência

dc.contributor.advisor-co1de Assis, Marcelo
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3449316915846364
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0355-5565
dc.contributor.advisor1da Silva, Elson
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9848311210578810
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8062-7791
dc.contributor.authorFranco Yamakawa, Gabriel
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3334844479650398
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0003-1231-6707
dc.date.accessioned2025-02-26T13:56:30Z
dc.date.issued2023-04-04
dc.description.abstractThe application of heterogeneous catalysis for the oxidation of sulfides is a widely utilized method for the conversion to sulfones. In thought of that, the present study assessed the application os a catalyst composed of tungsten oxide and chitosan biomass to obtain sulfones and sulfoxides, evaluating different reactional factor important to this reaction, analyzing the conversion and selectivity. The applied WO3 was obtained by the method of coprecipitation and was then immobilized to the chitosan support, evaluating the percentages of 10, 20, and 40% of m/m of WO3/chitosan. This material was analyzed by XRD, Raman, SEM and EDS. They showed that the obtained WO3 has a monoclinic crystalline structure, the chitosan showed a amorphous nature, characteristic of carbon based materials while the WO3/chitosan compounds showed a similar crystalline structure to the WO3. Through Raman spectra and SEM and EDS analysis, it was possible to observe that there was no homogeneity in the distribution of WO3 over the support. The W ratio in the materials was calculated and found that 18.92, 30.62, and 45.04% of their weight was W for the 10, 20, and 40% WO3/chitosan synthesized. It was possible to obtain the values of time, temperature, WO3 ratio, solvent, oxidant and mass of catalyst being them 60°C, 120 minutes, 20% of WO3, and 10 mg of catalyst with 2 mL of acetonitrile and 25 µL of H2O2 as the optimal conditions for the formation of over 98% of sulfones, while for sulfoxides, methanol was used instead of acetonitrile, reaching 80% of selectivity. Then, the stability of the catalyst was observed, allowing the scaling of the process, maintaining the values of conversion. Evaluating the scope, it was observed that the catalyst was efficient for the oxidation of seven other sulfides. Finally, a mechanism was suggested with a main contribution of the hydroperoxyl radical and the deficit of electronic density. Therefore, the obtained catalyst showed itself as an excellent alternative to be applied in sulfide oxidation reactions.eng
dc.description.resumoA aplicação de catálise heterogênea para oxidação de sulfetos é um método amplamente utilizado para conversão a sulfonas. Mediante a isso, o presente estudo avaliou a aplicação de um catalisador composto por óxido de tungstênio e biomassa de quitosana para obtenção de sulfonas e sulfóxidos avaliando diferentes fatores reacionais importantes para essa reação, analisando a conversão e seletividade. O WO3 aplicado foi obtido pelo método de coprecipitação e posteriormente imobilizado ao suporte de quitosana e foram avaliadas as porcentagens de 10, 20 e 40% de m/m de WO3/quitosana. Este material foi caracterizado por DRX, Raman, MEV e EDS. As caracterizações mostraram que o WO3 obtido possui estrutura cristalina do tipo monoclínica, a quitosana apresentou uma natureza amorfa característica de materiais a base de carbono e os catalisadores compostos por WO3/quitosana apresentaram uma estrutura cristalina similar ao WO3. A partir do espectro Raman e da análise de MEV e EDS, foi possível observar que não há uma homogeneidade na distribuição de WO3 sobre o suporte. O teor de massa obtido de W foi de 18,92, 30,62 e 45,04% para os catalisadores de 10, 20 e 40%, respectivamente. Entre as condições de tempo, temperatura, teor de semicondutor, solvente, oxidante e quantidade de catalisador avaliadas nas reações de catálise, foi encontrado que 60°C, 120 minutos, 20% de WO3 e 10mg de catalisador utilizando 2 mL acetonitrila e 25 µL H2O2 são as condições ótimas para uma seletividade acima de 90% para sulfonas, enquanto para sulfóxidos, foi utilizado metanol como solvente, mantendo as condições relatadas para seletividade de 80%. A partir disso, foi possível observar que o catalisador otimizado apresentou boa estabilidade, permitindo o escalonamento do processo e mantendo os valores de conversão. Ao avaliar o escopo foi observado que o catalisador se mostrou eficiente para a oxidação de outros sete sulfetos. Por fim, um possível mecanismo foi sugerido com a contribuição principal do radical hidroperoxila e do déficit de densidade eletrônica. Portanto, o catalisador obtido se mostrou como uma excelente alternativa para ser aplicada na reação de oxidação de sulfetos.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationFRANCO YAMAKAWA, Gabriel. WO3 suportado em biomassa como catalisador para oxidação de sulfetos de alta eficiência. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21464.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21464
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseQuímica - Q
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectOxidação
dc.subjectSulfetos
dc.subjectBiomassa
dc.subjectWO3
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICA
dc.titleWO3 suportado em biomassa como catalisador para oxidação de sulfetos de alta eficiência
dc.title.alternativeBiomass supported WO3 as a catalyst for highly efficient sulfides oxidationeng
dc.typeTCC

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