ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: SÍNTESE DE MATERIAIS MESOPOROSOS CONTENDO LANTÂNIO PARA DESIDRATAÇÃO DE ALCOÓIS
AUTORES: LUCENA NETO, M. H., (UFCG) ; BARROS, F. J. M., (UFCG) ; GONÇALVES, D. H. P., (UFCG) ; SANTOS, F. J.M., (UFCG) ; MELO, D. M. A., (UFRN) ; LEITE, R. H.L., (UFERSA)
RESUMO: A descoberta de materiais nanoestruturados denominados de família M41S no início da década de 90 pelos cientistas da Mobil Oil Research and Development Co. [1,2] abriu novas perspectivas para o desenvolvimento de novos materiais com estruturas organizadas. O MCM-41, um dos membros mais importantes desta família, apresenta um arranjo hexagonal de mesoporos unidimensionais com diâmetro variando entre 2 e 10 nm, boa estabilidade térmica, altos valores de área específica e volume de poros. Os sítios ácidos em silicatos mesoporosos podem ser gerados tanto por substituição isomórfica de cátions trivalentes (Al, B ou lantânideos por Si). Neste trabalho a peneira molecular mesoporosa tipo MCM-41 foi modificada com lantânio para a obtenção de novos materiais nanoestruturados com propriedades catalíticas.
PALAVRAS CHAVES: peneira molecular, terra rara, desidratação
INTRODUÇÃO: A descoberta de materiais nanoestruturados denominados de família M41S no início da década de 90 pelos cientistas da Mobil Oil Research and Development Co. [1,2] abriu novas perspectivas para o desenvolvimento de novos materiais com estruturas organizadas. Devido à alta área superficial e grande acessibilidade de seus sistemas de poros, estes materiais caracterizam-se como potenciais catalisadores ácidos em processos petroquímicos [3]. O MCM-41, um dos membros mais importantes desta família, apresenta um arranjo hexagonal de mesoporos unidimensionais com diâmetro variando entre 2 e 10 nm, boa estabilidade térmica, altos valores de área específica e volume de poros. Estas características vêm tornando o MCM-41 um material promissor em catálise e adsorção. Os sítios ácidos em silicatos mesoporosos podem ser gerados tanto por substituição isomórfica de cátions trivalentes (Al, B ou lantânideos por Si). Neste trabalho a peneira molecular mesoporosa tipo MCM-41 foi modificada com lantânio para a obtenção de novos materiais nanoestruturados com propriedades catalíticas.
MATERIAL E MÉTODOS: Os catalisadores obtidos foram sintetizados pelo método hidrotérmico a 100oC por 120 horas, apresentando, no gel de síntese razão molar Si/La = 50 [4]. Os materiais resultantes, após calcinação a 500oC por 2 horas, foram caracterizados por: FRX por energia dispersiva, DRX, TG/DTG, IV, MEV, área superficial pelo método de BET, medidas de acidez através de adsorção de n-butilamina.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As análises de DRX dos catalisadores indicaram que os materiais contendo as terras raras apresentaram estrutura hexagonal característica do material mesoporoso tipo MCM-41. A caracterização dos centros ativos (Figura 01), mostra o perfil da reação de desidratação do isopropanol na temperatura de 250 oC, com razão F/W igual a 12,6 mol h-1 mcat-1. A partir do cromatograma típico observamos que os principais produtos são propeno e água.
CONCLUSÕES: A peneira molecular tipo MCM-41 contendo lantânio foi caracterizada com sucesso pelo método hidrotérmico utilizando o brometo de cetiltrimetilamônio como direcionador estrutural e que o lantânio presente na estrutura do MCM-41 conferiu ao material acidez superficial necessária para a reação de desidratação do isopropanol.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. Kresge, C.T.; Leonowicz, M.E.; Roth, W.J.; Vartulli, J.C.; Beck J.S. Nature. 359 (1992) 710.
2. Beck, J.S.; Vartulli, J.C.; Roth, W.J.; Leonowicz, M.E.; Kresge, C.T.; Schmitt, K.D.; Chu, C.T.; Olson, D.H.; Sheppard, E.W.; McCullen, S.B.; Higgins, J.B.; Schlenker, J.L, J. Am. Chem. Soc., 114 (1992) 10834.
3. Stocker, M., Stud. Surf. Sci. Catal., 102 (1997) 167.
4. Barros, J. M. F, Araujo, A. S., Melo, D. M. A., Silva, J. E. C., Souza, M. J. B., Silva, A. O. S., J. of Alloys and Comp. 374 , (2004) 101.
