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dc.contributor.authorLorenti, Juliana Pimenta
dc.date.accessioned2020-11-27T10:18:13Z
dc.date.available2020-11-27T10:18:13Z
dc.date.issued2020-10-30
dc.identifier.citationLORENTI, Juliana Pimenta. Influência da estrutura de estanhossílicas mesoporosas na isomerização da glicose. 2020. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13493.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13493
dc.description.abstractThe use of biomass in order to obtain chemicals and fuels that can substitute the fossil matrix has been investigated and treated with high interest. This way, the research in catalysis becomes essential to overpass barriers and to consolidate the use of such renewable sources. Tin silicas have been showed as a promisor candidates in glucose to fructose isomerization, given the fact the last hexose is very interesting regarding its conversion to HMF, a platform molecule with a high potential to substitute monomers obtained from fossil fuels. Therefore, this work has as objective to synthesize water-resistant catalysts, with Lewis acidity properties, high concentration of silanol groups and a high pore diameter, as a way of surpassing the limitations imposed by the Sn-Beta zeolite, which is the most studied catalyst for the isomerization reaction. This way, the effect of the synthesis parameters on Sn-MCM-41 and Sn-SBA-15 will be investigated. Furthermore, we seek to understand, by synthetizing Sn-MCM-48 and Sn-SBA-16, how the change in the mesoporous’ structures (M41S and SBA) influences the catalysts’ properties, in a way that the main goal is to suit the catalytic properties with the structural and textural properties. Increasing the acid concentration and the Sn loading led to a bimodal distribution of the unit cell parameter for the Sn-SBA-15, while for the Sn-MCM-48, the increase in the last parameter to 4,5% prevented the ordered formation of such material. Thus, the best synthesis parameters for the formation of a well-organized structure were 3,0% Sn for both Sn-SBA-15 and Sn-MCM-48 materials, and 0,049 mol L-1 for Sn-SBA-15. It was observed a good structural ordainment for the Sn-MCM-41 materials synthetized with NH4OH, while the same was not observed for the ones synthetized with TMAOH. The superficial area and the microporosity formation were not significantly affected by the synthesis parameters among the materials, but they were actually affected by the different scaffolds studied. A study regarding the catalytic activity of Sn-SBA-15 showed that the reaction depended on the identity of the solvent used, in a way that the initial TOF for fructose formation increased in the following order: methanol<THF<GVL. These mesoporous Sn-silicas were employed in the glucose conversion reaction, being Sn-MCM-41 the most selective for fructose (74%), followed by Sn-SBA-16 (72%). The Sn-MCM-48 presented low selectivity for fructose (31%), because they also produced mannose with a similar selectivity (19%), mostly due to the presence of K+ cations, which favor the reaction pathway towards manose formation. Combining these mesoporous silicas with HCl allowed the direct conversion of glucose in 5-hydroxmethylfurfural and, in this case, Sn-MCM-41 reached the highest selectivity (70%).eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)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.subjectSílicaspor
dc.subjectEstruturas mesoporosaspor
dc.subjectEstanhopor
dc.subjectIsomerizaçãopor
dc.subject5-Hidroximetilfurfuralpor
dc.subjectSilicateseng
dc.subjectMesoporous structureseng
dc.subjectTineng
dc.subjectIsomerizationeng
dc.subject5-Hydroxymethylfurfuraleng
dc.titleInfluência da estrutura de estanhossílicas mesoporosas na isomerização da glicosepor
dc.title.alternativeInfluence of the structure of mesoporous tin silicates in the isomerization of glucoseeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Gallo, Jean Marcel Ribeiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3485408327490746por
dc.contributor.advisor-co1Marques, Clelia Mara de Paula
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0451284088402660por
dc.description.resumoA utilização da biomassa para obtenção de químicos e combustíveis que possam substituir as matrizes fósseis vem sendo investigada e tratada com grande interesse. Neste intuito a pesquisa em catálise torna-se essencial para a superação de barreiras e a consolidação do emprego destas fontes renováveis. Estanhossilicatos têm se mostrado promissores na isomerização da glicose em frutose, que posteriormente é desidratada à HMF, uma molécula plataforma com grande potencial para substituir monômeros derivados de fontes fósseis. Portanto, este trabalho busca desenvolver catalisadores resistentes à água, com propriedades ácidas de Lewis, alta concentração de grupos silanóis e alto diâmetro de poro, a fim de contornar as limitações impostas pelo uso da Sn-Beta, que é o catalisador mais estudado na literatura para a reação de isomerização. Dessa forma, serão investigados o efeito dos parâmetros de síntese da Sn-MCM-41 e Sn-SBA-15. Além disso, busca-se entender, como a mudança do tipo de estrutura mesoporosa (M41S e SBA) influencia nas propriedades dos catalisadores, de tal maneira que o objetivo principal é buscar adequar as propriedades catalíticas com as propriedades estruturais e texturais. O aumento da concentração de ácido e a carga de Sn levou a uma distribuição bimodal do parâmetro de célula unitária para a Sn-SBA-15 e, já para a Sn-MCM-48, o aumento do último parâmetro de síntese em 4,5% também impediu a formação ordenada desse material. Assim, os melhores parâmetros de síntese para a formação de uma estrutura ordenada foram de 3,0% Sn para ambos materiais Sn-SBA-15 e Sn-MCM-48, e de 0,049 mol L-1 de HCl para a Sn-SBA-15. Observou-se que os materiais Sn-MCM-41 sintetizados com NH4OH apresentaram bom ordenamento estrutural, enquanto que os com TMAOH não. A área superficial e a formação de microporosidade não foram significativamente afetados pelos parâmetros de síntese empregados, mas sim pelas diferentes estruturas estudadas. Um estudo da atividade catalítica para a Sn-SBA-15 mostrou ser dependente da natureza do solvente, e o TOF inicial para formação de frutose aumentou com: MeOH <THF <GVL. Essas Sn-Sílicas mesoporosas foram utilizadas na conversão da glicose, sendo que a Sn-MCM-41 foi a mais seletiva para frutose (74%), seguido por Sn-SBA-16 (72%). Sn-MCM-48 apresentou baixa seletividade para frutose (31%), pois produziu também manose com seletividade similar (19 %), devido principalmente à presença de cátions K+, os quais favorecem o caminho reacional para formação de manose. Combinando as sílicas mesoporosas com HCl permitiu a conversão direta da glicose em 5-hidroximetilfurfural e, nesse caso, a Sn-MCM-41 atingiu a maior seletividade (70%).por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 148048/2018-8por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4127135869127019por


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