A influência do processo de desaluminização na estrutura, acidez e propriedade catalítica de zeólitas
Autor(a)
Müller, Júlia Marina
Orientador(a) Coorientador(a)
Dias, Sílvia Cláudia Loureiro
Data de aceite
2017-04-24
Data de disponibilizacao
2017-04-24
Data de publicacao
2017-04-24
Data de defesa submissao
2017-02-06
Citacao
MÜLLER, Júlia Marina. A influência do processo de desaluminização na estrutura, acidez e propriedade catalítica de zeólitas. 2017. xix, 131 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017.
Resumo Portugues
Este trabalho apresentou a evolução de três metodologias de estudo para a desaluminização em estado sólido de zeólitas com hexafluorossilicato de amônio. A primeira, com a modificação de apenas uma variável, o grau de desaluminização (5, 10, 15 ou 20%mol de remoção de Al, em reação a 80 °C no vácuo por 2h e posterior lavagem com água quente), foi realizada para as zeólitas *BEA, FER, MOR, Y e ZSM-5. Na segunda metodologia (estudo desenvolvido apenas para *BEA), buscou-se o ponto ótimo de cada uma das variáveis de desaluminização dentro de uma combinação específica das demais variáveis (temperatura de reação: 80, 150 ou 190 °C; grau de desaluminização: 10 ou 70%mol; umidade: baixa, ambiente ou alta; lavagem: tampão de acetato de amônio quente ou em temperatura ambiente, água quente ou sem lavagem). A terceira metodologia (estudo realizado apenas para FER) envolveu o uso do planejamento fatorial fracionário para estudar os contrastes (efeitos confundidos) das variáveis de desaluminização em uma determinada resposta (na razão Si/Al, na quantidade de sítios ácidos, na conversão catalítica). Foram realizadas caracterizações estruturais (DRX, IV, FRX, análise textural, RMN de 27Al) e ácidas (adsorção gasosa de piridina seguida de análises de CHN ou TG e IV). Testes catalíticos foram feitos com a reação de desidratação de etanol em microrreator de leito fixo e fluxo pulsado (quantificação de produtos via GC-FID e de coque via CHN). Os métodos de reação foram modificados a cada metodologia, sendo que a intercomparação das respostas catalíticas de amostras de metodologias diferentes não pôde ser realizada. HY5, HY10 (Metodologia 1) e HB(190)70.U.TA (Metodologia 2) mostraram melhoras no rendimento para etileno (69,9%, 70,3% e 63,8%, respectivamente) em comparação a HY (59,4%) e a HB (48,8%). HF5 e HF10 formaram menos coque (0,3%m/m de carbono) que a HF (0,9%m/m). O planejamento fatorial indicou que a razão Si/Al pode depender apenas do grau de desaluminização e da umidade. Já a quantidade de sítios ácidos pareceu depender em maior grau da lavagem e da temperatura da reação.
Resumo Ingles
This work presented the evolution of three study methodologies for solid-state dealumination of zeolites with ammonium hexafluorosilicate. The first methodology, with the modification of only one variable, the degree of dealumination (5, 10, 15 or 20 mol% of Al removal, in reaction with vacuum at 80 °C for 2 h, followed by washing procedure with hot water), was developed with zeolites *BEA, FER, MOR, Y and ZSM-5. In the second methodology (a study developed only for *BEA), the optimum point of each of the variables of dealumination was found within a specific combination of the other variables (reaction temperature: 80, 150 or 190 °C; degree of dealumination: 10 or 70 mol%; humidity: low, ambient or high; washing procedure: hot or ambient ammonium acetate buffer, hot water or no washing procedure). And the third methodology (study conducted only for FER) was related to the use of fractional factorial design to study the contrasts (confounded effects) of the dealumination variables in a given response (Si/Al ratio, number of acid sites, catalytic conversion). Structural (XRD, IR, XRF, textural analysis, 27Al NMR) and acid (gas adsorption of pyridine followed by CHN or TG and IR analyzes) characterizations were performed. Catalytic tests were made with the reaction of ethanol dehydration in a fixed-bed pulsed-flow microreactor (product quantification with GC-FID and coke with CHN analysis). The reaction methods were modified in each methodology, therefore intercomparison of the catalytic responses of samples from different methodologies cannot be performed. HY5, HY10 (methodology 1) and HB(190)70.U.TA (methodology 2) showed improvements in yield for ethylene (69.9%, 70.3% and 63.8%, respectively) compared to HY (59.4%) and HB (48.8%). HF5 and HF10 formed less coke (0.3%m/m carbon) than HF (0.9%m/m). The factorial design indicated that the Si/Al ratio might depend only on the degree of dealumination and moisture. However, the amount of acid sites seemed to depend in a greater extent on the washing procedure and on the reaction temperature.
Unidade academica
Instituto de Química (IQ)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Química
Idioma
Português
Tipo de documento
Tese
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
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