Oxidação catalítica de formaldeído com heteropoliácidos suportados

• Autor(a) principal: Oliveira, Filipe Alves
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/13326
• topic: Engenharia química; Materiais híbridos orgânicos-inorgânicos; Formaldeído; Poluição do ar

Nesta dissertação pretende-se testar a capacidade catalítica de polioxometalatos (POM) suportados em híbridos de celulose/sílica para a oxidação completa de formaldeído no estado gasoso. Foram testados dois POM, isómeros α e β de tungsténiosilicatos substituídos por múltiplos átomos de ruténio (α-[SiW9Ru4] e β-[SiW9Ru4]). Inicialmente verificou-se a capacidade de conversão dos catalisadores fazendo passar uma corrente com formaldeído no estado gasoso através destes. Os catalisadores com POM demonstraram conseguir converter mais formaldeído no mesmo número de ciclos do que o material híbrido base com sílica aminada sem POM (HCS-C3H6-NH2). Após quatro ciclos de ensaios, o HCS-C3H6-NH2 perdeu a capacidade de remover formaldeído mas os materiais com POM continuaram a demonstrar atividade catalítica significativa. As velocidades médias de reação obtidas para estes ciclos foram de 7,23x10-6 mol.gcat-1.min-1 e 5,53x10-6 mol.gcat-1.min-1 para o HCS-α-[SiW9Ru4] e HCS-β-[SiW9Ru4] respetivamente confirmando assim a maior atividade catalítica do HCS-α-[SiW9Ru4]. A capacidade de regeneração dos materiais híbridos foi testada através da passagem de ar pelos híbridos com e sem POM, durante quatro horas (com um caudal comparável ao utilizado nos ensaios catalíticos), tendo os catalisadores recuperado perto de 80% da sua atividade no ciclo inicial. Determinou-se também a importância do tempo de purga na regeneração uma vez que uma purga de seis horas resultou numa recuperação de atividade catalítica de 100% do ciclo inicial para o HCS-α-[SiW9Ru4]. Por balanço material dos produtos de oxidação do formaldeído (após passagem de formaldeído gasoso nos materiais híbridos com POM) é possível concluir que esta oxidação resulta essencialmente nos produtos H2O e CO2. É proposto um mecanismo e esquema de reação com base em dados de literatura sobre catalisadores POM com ruténio.