ÁREA: IC-Iniciação Científica
TÍTULO: ESTABILIDADE ESTRUTURAL DE MESOPOROSOS DO TIPO MCM-41
AUTORES: MELO,R.A.A.-UNINCOR; SILVEIRA,R.M.-UNINCOR; SILVA,T.G.-UNINCOR
FRANçA,A.B-UFSCAR; GONZALéZ,U.A.E-UFSCAR
RESUMO: Através das análises de DRX e de adsorção/dessorção verificou-se a formação de estrutura do tipo MCM-41. Segundo os resultados obtidos, a presença do lantânio nas estruturas Si/MCM-41 e AlSi/MCM-41 aumenta a estabilidade estrutural do sólido formado.
PALAVRAS CHAVES: mcm-41, estabilidade estrutural, lantânio.
INTRODUÇÃO: As refinarias de petróleo utilizam o processo de FCC na “quebra” de moléculas de alto peso molecular, transformando-as em hidrocarbonetos de peso moleculares menores. Este processo surgiu na década de 40 e baseia-se na fluidização de sólidos, ocorrendo em diversas etapas. Inicialmente, foi usado neste processo catalisadores a base de sílica alumina amorfa, o qual ao longo do tempo foram substituídos pela zeólita Y, um aluminossilicato microestruturado e cristalino. Entretanto, os microporos de 0,74nm da zeólita Y, impedem que moléculas de maiores diâmetros se processem em seu interior.
Em meados 1992, diante da necessidade do processamento de moléculas volumosas, os pesquisadores da Móbil Oil Corporation desenvolveram a primeira família de sólido mesoestruturado denominada de M41S, composta por três estruturas de materiais do tipo: MCM-41, a qual apresenta um arranjo pseudo-hexagonal uniforme; MCM-48 apresentado um arranjo pseudo-cúbico uniforme. As estruturas trouxeram novas perspectivas ao estudo da catálise, e a outros processos como o de adsorção/dessorção; porém, o fator limitante dessas estruturas e sua estabilidade (BECK et al.1992; KRESGE et al. 1992).
MATERIAL E MÉTODOS: Os materiais de Si-, La/Si-, AlSi- e La/AlSi-MCM-41 foram sintetizados através do método hidrotérmico e em seguida caracterizadas por DRX e Adsorção de N2, após o processo de extração dos compostos orgânicos, e testadas termicamente e hidrotérmicamente e sob condições ácida, básica e neutra em refluxo na temperatura de 80oC. Os testes possibilitaram uma análise da estabilidade estrutural dos materiais sintetizados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As análises de DRX e de adsorção/dessorção indicaram a presença de um arranjo mesoporoso pseudo-hexaganal característicos dos materiais do tipo MCM-41 com diâmetro de poro em torno de 2,5nm e área superficial especifica (BET) entre 1000 e 700m2/g. No entanto, os resultados mostraram que espécies de lantânio (< 8% em peso) presentes nas amostras aumentariam a sua estabilidade da estrutura.
CONCLUSÕES: A prática utilizada na preparação dos materiais e as análises dos resultados obtidos possibilitarão a formação de recursos humanos na área de sólidos estruturados, através do envolvimento de alunos de iniciação cientifica, os quais, avaliarão os procedimentos utilizados no processo de formação das estruturas de MCM-41.
Através das análises físico-químicas realizadas foi possível determinar a influência que o elemento lantânio (La) pode exercer na formação das mesoestruturas La/Si-MCM-41 e La/AlSi-MCM-41 em relação as suas matrizes.
AGRADECIMENTOS:A FAPEMIG-Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais pelo apoio financeiro.
Ao LabCat da UFSCar pelo apoio no desenvolvimento da pesquisa
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:BECK, J. S., VARTULI, J. C.; LEONOWICZ, M. E.; KRESGE, C. T.; SCHMITT, K. D.; CHU, C. T. W.; OLSON, D. H.; SHEPPARD, E. W.; MCCULLEN, S. B.; HIGGINS, J. B.; SCHLENKER, J. L., A New Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared with Liquid Crystal Templetes., J. Am. Chem. Soc. 114 (1992) 10834.
KRESGE, C. T.; LEONOWICZ, M. E.; ROTH, W. J.; VARTULI, J. C.; BECK, J. S., Ordered Mesoporous Molecular Sieves Synthesized by a Liquid-Crystal Templet Mechanism., Nature, 359 (1992) 710.