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Tipo documento: Dissertação
Título: Catalisadores nanoparticulados de paládio a partir de metodologias bioinspiradas
Autor(es): Souto, Robson da Silva
Orientador(a): Jacinto, Marcos José
Membro da Banca: Jacinto, Marcos José
Membro da Banca: Silva, Virginia Claudia Paulino
Membro da Banca: Gonçalves, Jussara de Araújo
Resumo : A aplicação de abordagens verde na síntese de catalisadores nanoparticulados tem permitido ganhos de alta eficiência e estabilidade, além do custo benefício econômico e ambiental. Nanocompósitos magnéticos a base de óxidos metálicos, utilizados como suporte para nanopartículas de metais de transição representam um avanço em termos de eficiência de separação e reciclagem de novos catalisadores. Neste trabalho, extratos da espécie Rhamnidium elaeocarpum Reissek (Rhamnaceae) coletadas na região local, foram utilizados como agentes redutores e estabilizantes na síntese das nanopartículas de magnetita (Fe3O4) e paládio (Pd0 ). As nanopartículas biosintetizadas de magnetita, com tamanho médio de 80 nm, foram utilizadas no processo de síntese do compósito Fe3O4@ZnO utilizado como suporte. Esse suporte recebeu a deposição de nanopartículas biosintetizadas de paládio, com tamanho médio de 21,9 nm. O catalisador preparado Fe3O4@ZnO-Pd foi devidamente caracterizado por análise FTIR, XPS, TEM, HTEM, EDS e VSM. Ademais, para avaliação da eficiência e estabilidade o catalisador foi aplicado em reações de hidrogenação em fase líquida do cicloexano e 4- nitrofenol (4-NF), utilizados como modelos de compostos alquenos e nitrocompostos, respectivamente. Os testes foram conduzidos em condições ambientalmente amigáveis, sob atmosfera de H2 molecular, como fonte verde de átomos H e temperatura amena (75 °C). Como resultado foram obtidos valores de conversão >96% após o intervalo de 30 minutos, para ambos compostos. No estudo de reciclagem do catalisador, obteve-se médias >94% em até 17 reusos para o cicloexeno e 21 para o 4-NF, até a desativação parcial do catalisador. Para comparação do material produzido neste trabalho com catalisadores a base de paládio, sob condições reacionais aproximada, foram realizados cálculos de Frequência de Rotação (FR) e Número de Rotação Total (NRT). Os valores observados para FR foram de 9.519 e 167 h-1 e NRT de 73.934 e 1.659 para o cicloexeno e 4-NF, respectivamente. Por fim, devido a propriedade superparamagnética apresentada pelo núcleo do suporte, o catalisador permitia uma fácil dispersão no meio reacional e rápida separação com o uso de um imã de Nd.
Resumo em lingua estrangeira: The application of green approaches in the synthesis of nanoparticulate catalysts has allowed gains in high efficiency and stability, in addition to the economic and environmental cost-benefit. Magnetic nanocomposites based on metal oxides, used as support for transition metal nanoparticles represent an advance in terms of separation efficiency and recycling of new catalysts. In this work, extracts of the species Rhamnidium elaeocarpum Reissek (Rhamnaceae) collected in the local, are used as reducing and stabilizing agents in the synthesis of magnetite (Fe3O4) and palladium (Pd0 ) nanoparticles. The biosynthesized magnetite nanoparticles, with an average of 80 nm size, were used in the synthesis process of the Fe3O4@ZnO composite used as support. This support received the deposition of biosynthesized palladium nanoparticles, with an average of 21.9 nm size. The prepared catalyst Fe3O4@ZnO-Pd was characterized by FTIR, XPS, TEM, HTEM, EDS, and VSM analysis. Furthermore, for the efficiency and stability evaluation of catalyst was applied in liquid-phase hydrogenation reactions of cyclohexane and 4-nitrophenol (4-NF), used as models of alkene compounds and nitrocompounds, respectively. The tests were conducted under environmentally friendly conditions, under an atmosphere of molecular H2, as a green source of H atoms, and at a mild temperature (75 °C). As a result, conversion values >96% were obtained after the 30-minute interval for both compounds. In the study of catalyst recycling, averages up to >94% were obtained in up to 17 reuses for cyclohexene and 21 for 4-NF until partially deactivated of catalyst. Comparison of the material produced in this work with other palladium-based catalysts, under approximate reaction conditions, by calculations of Rotation Frequency (FR) and Total Rotation Number (NRT) was performed. The values observed for FR were 9,519 and 167 h-1 and NRT of 73,934 and 1659 for cyclohexene and 4-NF, respectively. Finally, due to the superparamagnetic property presented by the support core, the catalyst allowed an easy dispersion in the reaction medium and fast separation with Nd magnet use.
Palavra-chave: Nanopartículas
Catálise heterogênea
Materiais magnéticos
Biossíntese
Redução catalítica
Palavra-chave em lingua estrangeira: Nanoparticles
Heterogeneous catalysis
Magnetic materials
Biosynthesis
Catalytic reduction
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Referência: SOUTO, Robson da Silva. Catalisadores nanoparticulados de paládio a partir de metodologias bioinspiradas. 2021. 69 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/4978
Data defesa documento: 6-Oct-2021
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - ICET - PPGQ - Dissertações de mestrado

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