Catalisadores baseados em nitretos de carbono grafíticos e metais de transição: Síntese e aplicações.
CATALISADORES BASEADOS EM NITRETOS DE CARBONO GRAFÍTICOS E METAIS DE TRANSIÇÃO: SÍNTESE E APLICAÇÕES. Nitretos de carbono são compostos poliméricos com proporção C3N4 e formados por ligações de nitrogênio sp2 . Grande parte da literatura utiliza o nitreto de carbono polimérico como catalisador para aplicação em reações orgânicas, entretanto, esta substância possui baixa cristalinidade, elevado grau de desordem estrutural e baixa reprodutibilidade. Neste trabalho, sintetizamos nitretos de carbono cristalinos através de uma reação de termocondensação na presença de NaCl, controlando a organização estrutural do processo de polimerização e com alta reprodutibilidade. Estes compostos, organizados como poli(heptazina imida), ou PHI, possuem cátions inseridos entre as camadas de nitreto de carbono, os quais são trocados por metais de transição como Fe, Ni, Co e Cu. Estes metais se coordenam a estrutura do PHI covalentemente e possuem alto grau de dispersão e tendem a se coordenar à átomos de N, podendo ser classificados como single atoms. A catálise por single atoms permite uma maior eficiência por mol de metal e um ambiente que se aproxima dos complexos metálicos, em suportes estáveis e recicláveis. Os catalisadores com single atoms estabilizados em nitreto de carbono cristalino foram aplicados em diferentes reações de grande relevância. O Fe-PHI mostrou uma alta atividade para reações de foto-oxidação do benzeno, gerando altas conversões e elevada seletividade para fenol (61% de conversão e 99% de seletividade). Análises detalhadas verificaram que os sítios ativos são formados por espécies de ferro-oxo, a formação destas espécies é promovida pela luz. O catalisador de Ni-PHI foi eficiente na conversão do nitrobenzeno em compostos azo e azoxibenzeno, através de um mecanismo de acoplamento onde os sítios de Ni são responsáveis pela abstração de um átomo de oxigênio, tais reações são facilitadas em etanol e na presença de NaBH4. O Cu-PHI, por sua vez, foi o catalisador mais eficaz na fotoconversão do metano em metanol (e outros produtos oxigenados) na presença de H2O2, os resultados indicaram que os átomos de Cu reagem fotocatalíticamente com o peróxido, formando espécies Cu-OH na superfície do catalisador, as quais reagem com os radicais metil presentes no meio. Os resultados obtidos com o Cu-PHI possuem os maiores valores (2900 µmol.g-1 ) relatados, até o momento, para reações de oxidação do metano em condições ambientes
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Teses biblioteca |
| Language: | Portugues pt_BR |
| Published: |
2022-06-09
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| Subjects: | Nitretos de Carbono, Poli(heptazina imida), Single Atoms, Benzeno, Nitrobenzeno, |
| Online Access: | http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/1143894 |
| Tags: |
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