Recebido em 27/10/00; aceito em 7/3/01 MODIFYING ZEOLITES FOR USE IN CATALYSIS: The use of zeolites and other molecular sieves as catalysts is discussed at an introductory level. The text includes a brief historic background on the use of zeolites in catalysis, and a discussion of some chemical and physical properties of silicalite, aluminosilicate, and aluminophosphate molecular sieves. The strategies currently used to chemically modify zeolites and related materials to produce catalysts with increased activity and selectivity are discussed, including the use of redox molecular sieves for hydrocarbon oxidation and the leaching of the active metals from the support.Keywords: molecular sieves; zeolites; catalysts; heterogeneous catalysis. Quim. Nova, Vol. 24, No. 6, 885-892, 2001. 3 . O termo se aplica a sólidos porosos capazes de adsorver seletivamente moléculas cujo tamanho permite sua entrada dentro dos canais, como ilustrado na Figura 1. Divulgação INTRODUÇÃOAs zeólitas são consideradas os materiais mais promissores na busca da pedra filosofal do químico contemporâneo: o catalisador ideal. O mecanismo desse catalisador onírico funcionaria como uma pinça molecular, imobilizando cada molécu-la de substrato na posição apropriada para romper somente a ligação química necessária a fim de formar o produto esperado com altíssima atividade e seletividade absoluta 7 . ZEÓLITAS E MATERIAIS ANÁLOGOSSegundo a definição clássica, o termo zeólitas abrange somente aluminossilicatos cristalinos hidratados de estrutura aberta, constituída por tetraedros de SiO 4 e AlO 4 ligados entre si pelos áto-mos de oxigênio 5 . A rigor, somente esses materiais podem ser chamados de zeólitas; no entanto, é razoável advogar que o uso desse termo seja estendido para designar estruturas análogas contendo também tetraedros de outros elementos (PO 4 , GaO 4 , etc.). Zeólitas têm sido utilizadas principalmente como adsorventes para purificação de gases e como trocadores iônicos em detergentes, mas se mostram extremamente úteis como catalisadores no refino de petróleo 9 , na petroquímica 6 , e na síntese de produtos orgânicos cujas moléculas possuem diâmetro cinético inferior a 10 Å 10,11 . A síntese de zeólitas com poros de diâmetros maiores para utilização no processamento de moléculas mais volumosas, tí-picas de produtos farmacêuticos e na química fina, tem sido um dos principais desafios enfrentados por pesquisadores na última década 12 . A criação dos aluminofosfatos, uma nova classe de zeólitas, em 1982, abriu caminho para a síntese de estruturas de poros maiores do que até então conhecidas 13 No entanto, somente há três décadas zeólitas, como a estilbita de Cronstedt, começaram a ser empregadas como catalisadores para as mais variadas reações químicas 5 . Um breve histórico dos principais desenvolvimentos da Ciência relacionados à catálise com peneiras moleculares é mostrado na Tabela 1.A partir da aplicação pioneira em 1962 em processos de craqueamento de petróleo, as zeólitas assumiram hoje a posição de catalisadores mais importantes n...
Recebido em 5/11/97; aceito em 7/8/98 AN INTRODUCTION TO PILLARED CLAYS. The synthesis, characterization and some applications in catalysis of pillared clays are described at an introductory level. The use of x-ray diffraction, surface area measurements, thermal analysis, IR spectrophotometry and solid-state NMR in the characterization of pillared clays is briefly discussed. Pillarization followed by doping or introduction of metal clusters into clays could lead to the development of selective heterogeneous catalysts. estrutura cristalina dos minerais argilosos 9 . Esse modelo postula que tetraedros de SiO 4 , unidades estruturais extremamente estáveis, encontram-se polimerizados formando folhas bidimensionais. A natureza lamelar das argilas inspirou seu nome genérico: filossilicatos. Em grego, phyllos significa 'folha', ou lamela. KeywordsAs lamelas são formadas pelo compartilhamento de três dos quatro oxigênios do tetraedro de SiO 4 , numa estrutura análoga à da grafita. De forma semelhante, octaedros contendo um áto-mo de metal (Al, Mg, ou Fe) no centro e seis átomos de oxigênio nos vértices também formam estruturas bidimensionais através do compartilhamento de átomos de oxigênio 10 , como mostrado na Figura 2. A combinação dessas duas monocamadas básicas dá origem às classes de argilas descritas abaixo. As lamelas das argilas denominadas TO ou 1:1 são formadas por uma monocamada de tetraedros de silício(T) condensada com uma monocamada de octaedros(O); e as das argilas 2:1, ou TOT, são formadas por um "sanduíche" de duas camadas de tetraedros contendo uma camada de octaedros como "recheio", da maneira esquematizada na Figura 3.
The activity of solid niobic acid treated with sulfuric acid and with phosphoric acid was tested in the catalytic esterification of oleic acid and in transesterification of soybean oil with methanol. X-ray diffraction studies revealed niobic acid treated with sulfuric acid to be an amorphous solid, while niobic acid treated with phosphoric acid presented a crystalline phase, probably due to the formation of hydrogen niobium phosphate. Among the characterization methods employed here, XPS was particularly instrumental in showing that niobium dihydrogen phosphate and niobium hydrogen sulfate moieties are the acidic active sites responsible for the catalytic effect. The latter is more active according to ammonia TPD studies. Yields as high as 78% in the esterification of oleic acid with methanol and 40% in the transesterification of soybean oil catalyzed by NbSO 4 were recorded.
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