ISEL - Engenharia Química e Biológica
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Browsing ISEL - Engenharia Química e Biológica by advisor "Alegria, Elisabete Bastos"
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- Preparação de catalisadores escorpionatos e sua imobilização para reações de oxidação e dessulfurização oxidativa (ODS)Publication . Correia, Luís Manuel Martins; Alegria, Elisabete BastosEste 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.
- Síntese Sustentável de MOFs e sua aplicação como catalisadores dinâmicosPublication . Brás, Joana Margarida Neves; Alegria, Elisabete Bastos; Ribeiro, Ana Paula da CostaEsta tese de mestrado teve como principal objetivo a preparação de redes metalo-orgânicas (MOFs) de Cu(II) recorrendo à mecanoquímica, processo ambientalmente sustentável, e sua posterior utilização em catálise. As redes metalo-orgânicas de cobre(II) foram preparadas recorrendo à técnica de Ball Milling (mecanoquímica) usando acetato de cobre(II) monohidratado como precursor metálico e H3BTC (benzeno-1,3,5-ácido tricarboxílico) como ligando, tendo também sido explorada a incorporação de aditivos metálicos como o ferro, dióxido de titânio(IV) e o titanato de bário(IV) ou quantidades residuais de solventes. A estrutura dos compostos obtidos foi avaliada recorrendo a técnicas de caracterização como XRD, análise elementar/ICP e FT-IR/ATR tendo-se obtido maioritariamente a fórmula estrutural Cu3(BTC)2. Os MOFs de Cu(II) sintetizados foram aplicados em catálise, mais especificamente, na oxidação de um álcool secundário (1-feniletanol) e de um álcool primário (álcool benzílico), tendo-se procedido à otimização das condições reacionais. Os compostos CuMOF-2DMF e CuMOF/Fe destacaram-se de entre os restantes. Após definidos os parâmetros da reação, todos os catalisadores foram testados, na transformação dos dois substratos, recorrendo a diferentes fontes de energia: convencional, indução eletromagnética, vibração por ultrassons e radiação micro-ondas. O aquecimento através da placa de indução destaca-se por originar os melhores resultados catalíticos, na presença do catalisador CuMOF-2DMF, para ambos os álcoois (1-feniletanol e álcool benzílico). Foi também estudada a reação em cascata Desacetilação-Knoevenagel, recorrendo maioritariamente a redes metalo-orgânicas de zinco(II) e, tanto estes compostos como os de cobre(II), foram aplicados nesta reação revelando, estes últimos, a sua elevada seletividade ao benzaldeído.