A performance catalítica de catalisadores HZSM-5 com tratamento alcalino foi investigada em um microrreator contínuo de leito fixo. As propriedades dos catalisadores HZSM-5 de origem e modificados foram caracterizadas por difração de raio X (XRD), espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES), adsorção de N2 e dessorção programada por temperatura de NH3 (NH3-TPD). Os resultados mostraram que o tratamento alcalino é um método adequado para modificar o catalisador HZSM-5 para a desidratação do etanol a etileno. O catalisador HZSM-5 tratado com 0.4 mol L-1 NaOH apresentou alta atividade e boa estabilidade. As performances catalíticas melhoradas dos catalisadores com tratamento alcalino são atribuídas, principalmente, aos mesoporos criados e à diminuição de sítios ácidos fortes durante o tratamento alcalino.

The catalytic performance of alkali-treated HZSM-5 catalysts was investigated in a continuous fixed-bed microreactor. The properties of the parent and modified HZSM-5 catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), N2 adsorption and temperature programmed desorption of NH3 (NH3-TPD). The results show that the alkali treatment is a suitable method to modify the HZSM-5 catalyst for ethanol dehydration to ethylene. The HZSM-5 catalyst with 0.4 mol L-1 NaOH shows high activity and good stability. The improved catalytic performances of alkali-treated catalysts are mainly attributed to the created mesopores and the decreased number of strong acid sites during the alkali treatment.

O efeito de Zn na alquilação da cadeia lateral de tolueno com metanol sobre zeólita KX foi investigado. Descobriu-se que a adição de pouca quantidade de Zn a KX poderia aumentar significativamente a conversão de tolueno. Além disso, os resultados mostraram que a conversão de tolueno pelo catalisador ZnKX (0,8 wt. %) era quase o dobro daquela por KX. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X (XRD), fisissorção de N2, dessorção programada por temperatura (TPD) de NH3, espectroscopia no infravermelho (IR) da absorção de piridina, CO2-TPD, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) e IR da adsorção dos reagentes. Os resultados de TPD e XPS mostraram que a existência de espécies de Zn pode aumentar a força dos sítios básicos. Os resultados de IR da adsorção dos reagentes sugerem que a introdução de Zn poderia diminuir o tolueno quimissorvido e aumentar as quantidades relativas de formato unidentado. Os resultados indicaram que é possível atingir um excelente balanço entre as propriedades ácido-base do catalisador e a estequiometria de sorção de metanol-tolueno, levando à melhora da atividade catalítica.

The effect of Zn on side-chain alkylation of toluene with methanol over KX zeolite was investigated. It was found that the addition of Zn with a low content over KX could enhance toluene conversion significantly. In addition, the results showed that the conversion of toluene over ZnKX (0.8 wt. %) catalyst was almost twice as high as that over KX. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 physisorption, NH3-temperature-programmed desorption (TPD), pyridine absorption infrared (IR) spectroscopy, CO2-TPD, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and IR adsorption of reactants. The TPD and XPS results showed that the existence of Zn species could increase the strength of basic sites. The IR adsorption of reactants results suggested that the introduction of Zn could decrease the chemisorbed toluene and increase the relative amounts of unidentate formate. The results indicated that an excellent balance between the acid-base properties of the catalyst and the sorption stoichiometry of methanol-toluene could be achieved, leading to the improvement of catalytic activity.

Os efeitos dos métodos de impregnação (co-impregnação e impregnação sequencial) e das condições de secagem (ar e vácuo) sobre estrutura e o comportamento catalítico de catalisadores Ni-W suportados em MCM-41 foram investigados. Os catalisadores foram caracterizados por difratometria de raios X de pó (XRD), espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia de absorção no UV-Vis por refletância difusa (DRS), espectroscopia Raman, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) e espectroscopia de absorção no infravermelho após adsorção de piridina (Py-IR). Eles foram testados para hidrodesnitrogenação (HDN) de quinolina nas temperaturas de 300-400 ºC. Os resultados de HDN mostraram que os catalisadores preparados por co-impregnação foram mais ativos do que aqueles preparados por impregnação sequencial, e que os catalisadores preparados por secagem sob vácuo foram mais ativos do que aqueles secados ao ar. A caracterização revelou que o método de co-impregnação e a secagem sob vácuo promoveram a dispersão de W, a formação de fases ativas e a formação de sítios ácidos na superfície dos catalisadores.

The effects of impregnation methods (co-impregnation and sequential impregnation) and drying conditions (air and vacuum) on the structure and catalytic behavior of MCM-41 supported Ni-W catalysts were investigated. The catalysts were characterized by powder X-ray diffraction (XRD) analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), diffuse reflectance UV-Vis absorbance spectroscopy (DRS), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and pyridine adsorbed infrared spectroscopy (Py-IR) techniques. They were tested for hydrodenitrogenation (HDN) of quinoline at temperatures of 300-400 ºC. The HDN results showed that the catalysts prepared by co-impregnation were more active than the catalysts prepared by sequential impregnation and the catalysts prepared by drying under vacuum were more active than the catalysts dried in air. Characterization revealed that the co-impregnation method and drying under vacuum promoted the dispersion of W, the formation of the active phases, and the formation of acidic sites on the catalysts.

Zeólitas SAPO-11 foram sintetizadas com sucesso utilizando três diferentes direcionadores orgânicos (dietilamina (DEA), di-n-propilamina (DPA) e di-isopropilamina (DIPA)) e um conteúdo variável de DPA (nDPA/Al2O3 = 0,8, 1,2, 1,6 e 2,0) sob condições hidrotérmicas. As amostras foram caracterizadas por difratometria de raios X de pó (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM), adsorção-dessorção de N2, dessorção de amônia a temperatura programada (NH3-TPD) e ressonância magnética nuclear (NMR) de29 Si com rotação no ângulo mágico (MAS). As amostras foram também avaliadas com relação à metilação do naftaleno com metanol para obtenção de 2,6-dimetil-naftaleno (2,6-DMN). Resultados de difratometria de raios X indicaram que o efeito direcional das diferentes aminas sobre a estrutura AEL (Aluminophosphate-ELeven) decresceram segundo a ordem DPA > DEA > DIPA e o conteúdo de DPA mais adequado foi nDPA/Al2O3 = 1,2. Resultados da adsorção-dessorção de N2 mostraram que SAPO-11(DPA,1.2) exibiu a distribuição de poros mais ampla, a área superficial específica BET mais elevada e o volume de poro maior dentre todas as amostras SAPO-11. SAPO-11(DPA,1.2) exibiu também um elevado desempenho catalítico na metilação de naftaleno devido às suas elevadas cristalinidade e superfície externa e à ampla distribuição de tamanho de poro. A estrutura de poros da zeólita SAPO-11, ao invés de sua acidez, desempenhou um papel importante na obtenção de elevado desempenho catalítico na metilação de naftaleno com metanol.

SAPO-11 zeolites were successfully synthesized by using three different templates (diethylamine (DEA), di-n-propylamine (DPA) and di-isopropylamine (DIPA)) and varying DPA contents (nDPA/Al2O3 = 0.8, 1.2, 1.6 and 2.0) under hydrothermal conditions. The samples were characterized by powder X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption-desorption, temperature programmed desorption of ammonia (NH3-TPD) and29 Si magic angle spinning (MAS) nuclear magnetic resonance (NMR). The samples were also evaluated towards the methylation of naphthalene with methanol to produce 2,6-dimethylnaphthalene (2,6-DMN). XRD results indicated that the directing effect of the different templates for AEL (Aluminophosphate-ELeven) structure decreased in the order DPA > DEA > DIPA and the most suitable DPA content was nDPA/Al2O3 = 1.2. N2 adsorption-desorption results showed that SAPO-11(DPA,1.2) exhibited the broadest pore size distribution, the highest BET specific surface area and the largest pore volume among all the SAPO-11 samples. SAPO-11(DPA,1.2) exhibited high catalytic performances in the methylation of naphthalene due to its high crystallinity, high external surface and broad pore size distribution. The pore structure of SAPO-11 zeolite, rather than its acidity, played an important role in achieving high catalytic performances in the methylation of naphthalene with methanol.