dc.creator | Pereira, Eduardo Vargas | |
dc.date.accessioned | 2020-06-19T01:28:27Z | |
dc.date.available | 2020-06-18 | |
dc.date.available | 2020-06-19T01:28:27Z | |
dc.date.issued | 2013-05-07 | |
dc.identifier.citation | PEREIRA, Eduardo Vargas. Inoculação de cobalto em sílica mesoporosa do tipo MCM-41. 2013. 86 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências Química, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2013. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/6001 | |
dc.description.abstract | The synthesis of mesoporous MCM-41 like materials have gained the interest
of numerous research groups, due to their highly ordered structure of regular
mesopores and high specific surface area, which results in a high potential as
catalyst, catalyst support or as adsorbent in chemical processes. During their
synthesis process the textural properties (porosity, surface area etc.) of these
materials can be varied, thus allowing the tailor-made preparation of catalysts and
adsorbents. If they are applied as support of catalytically active metals the interaction
between the metal and the support influences significantly the catalytic properties. In
this study the inoculation of a cobalt precursor (Co(NO3)2×6 H2O) into mesoporous
silica obtained by deboronation of MCM-41 analogous borosilicates is investigated.
The deboronation of this mesoporous structures allows enhancing the number of
silanol groups on the surface of the mesoporous silica and permits the formation of
catalysts with a stronger interaction between the support and the metallic species.
The characterisation by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR) and
temperature programmed reduction (TPR) of the synthesised borosilicates, the
deboronated silica and after the inoculation of cobalt, showed that the incorporation
of boron into the structure is favoured in the presence of acetone. It is also observed
that enhancing the ethanol concentration in the synthesis gels results during the
synthesis in the precipitation of borates, which occasionally may inhibit the formation
of the mesoporous MCM-41 structure. Furthermore it was found that the kind of the
formed metallic species depends on the surface properties of the silica precursor,
rather than on its textural properties. When cobalt nitrate is inoculated into highly hydrophilic mesoporous silicate
part of the nitrate is not transformed into cobalt oxide after calcination at 550 °C for
5 h. In these cases TPR showed a significant part of the cobalt is present as extrastructural
nitrate. When cobalt nitrate was inoculated into mesoprous silica with low
hidrophilicity tPR combined with IR spectroscopy reveals that after calcination at
550 °C cobalt is present as tricobalttetraoxide at the mesopore surface. In all
samples also cobalt species strongly interacting with silanol and silanolate groups at
the mesopore surface are observed. Especially when cobalt was inoculated into
highly hydrophilic silica, prepared by deboronation of borosilicate with high boron
content in its structure a large number of different cobalt species coordinated to the
silica surface was observed.
It is known that cobalt with strong interaction with the support surface is active
in the reduction of NOx or the oxidation of hydrocarbons, while cobalt oxides
precipitated on the mesopore surface are precursors for catalysts active in Fischer-
Tropsch synthesis. Therefore the results of this study may indicate suggestions for
the preparation of tailor-made catalysts for different technical processes. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Borossilicatos | pt_BR |
dc.subject | Mesoporosos análogas a MCM-41 | pt_BR |
dc.subject | Síntese | pt_BR |
dc.subject | Desboronização | pt_BR |
dc.subject | Inoculação de cobalto | pt_BR |
dc.subject | Borosilicate | pt_BR |
dc.subject | Similar to mesoporous MCM-41 | pt_BR |
dc.subject | Synthesis | pt_BR |
dc.subject | Deboronation | pt_BR |
dc.subject | Inoculation cobalt | pt_BR |
dc.title | Inoculação de cobalto em sílica mesoporosa do tipo MCM-41. | pt_BR |
dc.title.alternative | Incorporation of Cobalt into mesoporous MCM-41 type silica. | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/1410879560881936 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/3561532275931743 | pt_BR |
dc.description.resumo | A síntese de materiais mesoporosos do tipo MCM-41 tem provocado grandes
interesses para vários grupos de pesquisas, pelo simples fato destas estruturas
mesoporosas possuírem poros regulares altamente ordenados e área superficial
elevada. Assim, por estes materiais apresentarem estas características bastante
acentuadas são utilizados como catalisadores e adsorventes em diversos processos
químicos. As propriedades texturais (porosidade, área superficial, etc.) destes
materiais, durante o processo de síntese, podem ser variadas permitindo assim a
confecção de catalisadores e adsorventes sob medida. Quando são aplicados como
suportes de metais cataliticamente ativos a interação do metal com o suporte
influencia significativamente nas propriedades catalíticas dessas estruturas
mesoporosas. Neste trabalho estuda-se a inoculação de um precursor de cobalto
(Co(NO3)2×6H2O), em sílica mesoporosa obtida através da desboronização de
borossilicatos análogos a MCM-41. O processo de desboronização destas estruturas
mesoporosas permite o aumento da quantidade dos grupos silanóis na superfície da
sílica mesoporosa, possibilitando assim a formação de catalisadores com uma maior
interação entre o suporte e a espécie metálica.
A caracterização dos borossilicatos sintetizados e desboronizados, como
também os suportes mesoporosos após o processo de inoculação do cobalto,
detectados a partir das técnicas de difração de raios-X (DRX), de espectroscopia no
infravermelho (IV) e de redução à temperatura programada (TPR) mostraram que a
incorporação de boro na estrutura é favorecida na presença de acetona. Por outro
lado, foi possível observar que o aumento da concentração de etanol na estrutura
silica resulta, durante a síntese dos borossilicatos, na precipitação de boratos; isto é,este processo pode inibir a formação da estrutura mesoporosa da MCM-41. Além
disso, constatou-se que o tipo das espécies metálicas formadas dependem mais das
propriedades superficiais da sílica precursora, do que das propriedades estruturais e
texturais. No processo de Inoculação de nitrato de cobalto em silicato mesoporoso
com alta hidrofilicidade constatou-se, após a calcinação em 550 °C por 5 h, que
quantidades bastante significativas de nitrato não foram transformadas em óxido de
cobalto. Neste caso o TPR mostrou que grande parte do cobalto está possivelmente
como nitrato não decomposto, presente fora da estrutura mesoporosa. Em relação
ao nitrato de cobalto inoculado em silicato mesoporoso de baixa hidrofilicidade o
TPR em combinação com a espectroscopia no IV revela que depois da calcinação
em 550 °C o cobalto está presente como tetraóxido de tricobalto na superfície dos
mesoporos. Em todos os casos também se observou espécies de cobalto com forte
interação com os grupos silanois e silanolatos na superfície dos mesoporos,
especialmente quando o cobalto foi inoculado em sílica altamente hidrofílica,
preparada pela desboronização de borossilicato com alto teor de boro incorporado
na estrutura, verificou-se um grande número de diversas espécies de cobalto
coordenado à superfície da sílica. Com isso, por haver uma forte interação do
cobalto com a superfície do suporte mesoporoso, os resultados desse estudo podem
dar indicações para preparação de catalisadores sob medida para os mais diversos
processos técnicos; tais como: em processos de redução de NOx ou de oxidação de
hidrocarbonetos; ou ainda em processos Fischer-Tropsch na qual os óxidos de
cobalto precipitados na superfície dos mesoporos são precursores para
catalisadores ativos. | pt_BR |
dc.publisher.department | Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Wallau, Wilhelm Martin | |