Preparação de catalisadores escorpionatos e sua imobilização para reações de oxidação e dessulfurização oxidativa (ODS)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Correia, Luís Manuel Martins
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/12088
Resumo: Trabalho final de mestrado para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Química e Biológica
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spelling Preparação de catalisadores escorpionatos e sua imobilização para reações de oxidação e dessulfurização oxidativa (ODS)C-escorpionatos de ferro(II)C-scorpionate iron(II)C-escorpionato de vanádio(III)C-scorpionate vanadium(III)AptesSBA-15ODSDessulfurização oxidativaOxidative desulfurizationOxidação do toluenoToluene oxidationOxidação do álcool benzílicoBenzyl alcohol oxidationTrabalho final de mestrado para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Química e BiológicaEste trabalho final de mestrado teve como objetivo a síntese, caracterização e imobilização de complexos de escorpionatos de ferro(II) e vanádio(III) e sua aplicação em diferentes reações de oxidação eco-sustentáveis de interesse industrial, nomeadamente na oxidação do tolueno e do álcool benzílico. A atividade catalítica destes compostos também foi explorada na dessulfurização oxidativa de um óleo modelo contendo compostos de enxofre representativos de um combustível bruto. Neste trabalho foram sintetizados os ligandos hidrotris(1-pirazolil)metano, Tpm, e tris(1-pirazolil)metanossulfonato de lítio, Li[Tpms] e a sua estrutura confirmada por 1H e 13C RMN. Prepararam-se de seguida os complexos de C-escorpionatos de Fe(II) [FeCl2(Tpm)], Li[FeCl2(Tpms)] e de V(III) [VCl3(Tpm)]. Os complexos sintetizados foram caracterizados por técnicas de FT-IR, 1H e 13C RMN. Estes complexos foram, posteriormente, imobilizados em aptesSBA-15 e caracterizados por FT-IR ATR e ICP. Para as reações de oxidação peroxidativa foram estudados diferentes parâmetros tais como: a temperatura, a quantidade de catalisador, tipo (TBHP e H2O2) e quantidade de oxidante, o efeito do ácido nítrico como aditivo e o tempo de reação. Na reação de oxidação do tolueno o complexo mais ativo e com melhor seletividade foi o [FeCl2(Tpm)] apresentando 12% de rendimento total e 88% de seletividade para o benzaldeído. Relativamente à oxidação peroxidativa do álcool benzílico em catálise homogénea o Li[FeCl2(Tpms)] foi o complexo que apresentou maior conversão tendo obtido ca. 74% e seletividade para o benzaldeído de 49%. Após heterogeneização em aptesSBA-15 este complexo foi o que apresentou maiores rendimentos ca. 65% e seletividade de 47%. O complexo [VCl3(Tpm)] foi o único que demonstrou atividade catalítica para a reação de dessulfurização oxidativa do óleo modelo tendo obtido uma dessulfurização total de 85% decorrida meia hora de reação, sendo que o dibenzotiofeno foi totalmente oxidado.This final master thesis reports the synthesis, characterization and immobilization of iron(II) and vanadium(III) scorpionate complexes and their application in different eco-sustainable oxidation reactions of industrial interest, namely toluene and benzyl alcohol oxidation. The catalytic activity of these compounds was also explored for the oxidative desulfurization of a model oil containing sulfur compounds representative of a crude fuel. In this work the hydrotris(1-pyrazolyl) methane, Tpm, and lithium tris(1-pyrazolyl) methanesulfonate ligands, Li [Tpms] were prepared and their structure confirmed by 1H and 13C NMR. These ligands were used to synthetize the Fe(II) [FeCl2(Tpm)], Li[FeCl2(Tpms)] and V(III) [VCl3(Tpm)] scorpionate complexes which were characterized by FT-IR, 1H and 13C NMR techniques. These complexes were immobilized on aptesSBA-15 and characterized by FT-IR ATR and ICP. For the peroxidative oxidation reactions were studied different parameters such as temperature, amount of catalyst, type (TBHP and H2O2) and amount of oxidant, effect of nitric acid as additive and reaction time. The Fe(II) complex [FeCl2(Tpm)] is the most active and most selective catalyst for the toluene oxidation achieving a 12% of total yield and 88% of selectivity to benzaldehyde. Relatively to the peroxidative oxidation of benzyl alcohol in homogeneous conditions, the presence of the Fe(II) complex Li[FeCl2(Tpms)] resulted in the highest conversion of ca. 74% and selectivity to benzaldehyde of 49%. After heterogenization with aptesSBA-15 this complex was the one with the best performance, with a total yield ca. 65% and selectivity of 47%. The complex [VCl3(Tpm)] was the only one that showed catalytic activity for diesel oxidative desulfurization achieving 85% of desulfurization after 30 minutes of reaction, including the total oxidation of dibenzothiophene.Instituto Superior de Engenharia de LisboaAlegria, Elisabete BastosRCIPLCorreia, Luís Manuel Martins2020-07-24T19:19:30Z2019-12-132019-12-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/12088TID:202504387porCORREIA, Luís Manuel Martins - Preparação de catalisadores escorpionatos e sua imobilização para reações de oxidação e dessulfurização oxidativa (ODS). Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2019. Dissertação de mestrado.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-08-03T10:04:22Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/12088Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:20:14.838806Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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