Avaliação da atividade de catalisadores de prata sobre diferentes suportes na reação de epoxidação do etileno

• Autor(a) principal: Vital, Renata de Uzêda
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2138
• topic: Epoxidação do etileno; Catalisadores suportados; Prata; α-Al2O3; MgO; Epoxidação do etileno, catalisadores, prata; Ethylene epoxidation; Supported catalysts; Silver

O óxido de etileno (EO) é um intermediário muito importante na fabricação de uma série de produtos petroquímicos tais como etileno glicol, surfactantes, anticongelantes, adesivos, lubrificantes e solventes. Atualmente, sua produção excede 20 milhões de ton/ano, representando cerca de 40-50% do valor total de substâncias químicas orgânicas produzidas mundialmente. Industrialmente, esse epóxido é obtido através da oxidação parcial do etileno usando ar ou oxigênio sobre catalisadores de Ag suportados em α-Al2O3, um suporte de baixa área superficial. Apesar desse processo ter sido desenvolvido por volta da década de 40, uma questão prática importante que não tem sido sistematicamente investigada é o papel do suporte na catálise do óxido de etileno. A singularidade da alumina como suporte na obtenção de catalisadores altamente seletivos foi atribuída a sua baixa área superficial. No entanto, existem outros suportes de área superficial igualmente baixa que resultaram em catalisadores não seletivos ao EO. Algumas evidências na literatura indicam que os suportes podem ser ativos na conversão do óxido de etileno a acetaldeído e a CO2. Além disso, a natureza do suporte pode influenciar na distribuição dos tamanhos de partícula de prata e, consequentemente, na atividade e seletividade ao óxido de etileno. Assim, o objetivo desse trabalho é comparar o efeito do suporte no desempenho dos catalisadores de prata suportados em α-Al2O3, ZrO2 e MgO. Os três materiais possuem área superficial bem distintas, além de características neutra, ácida e básica, respectivamente. Os catalisadores foram caracterizados por medidas de área específica, difração de raios X e dessorção a temperatura programada de O2. O catalisador Ag/α-Al2O3 se mostrou o mais promissor na produção seletiva de óxido de etileno dentre os estudados, apresentando rendimentos desse produto de até 18% e seletividade de até 28%. O catalisador Ag/MgO também se mostrou seletivo ao EO em todas as temperaturas de reação, porém com seletividades (até 18%) e rendimentos (até 14%) inferiores ao catalisador de Ag/α-Al2O3. Já o catalisador Ag/ZrO2 demonstrou ser muito ativo, promovendo somente a oxidação total do etileno a CO2 e H2O, observada também pelo desprendimento de calor e consequente aumento da temperatura durante a reação. A seletividade ao EO praticamente nula para esse catalisador foi atribuída à presença de sítios ácidos no suporte que catalisam a reação de oxidação total, por correlação com a literatura