Publicação
Síntese Sustentável de MOFs e sua aplicação como catalisadores dinâmicos
| Resumo: | Esta tese de mestrado teve como principal objetivo a preparação de redes metalo-orgânicas (MOFs) de Cu(II) recorrendo à mecanoquímica, processo ambientalmente sustentável, e sua posterior utilização em catálise. As redes metalo-orgânicas de cobre(II) foram preparadas recorrendo à técnica de Ball Milling (mecanoquímica) usando acetato de cobre(II) monohidratado como precursor metálico e H3BTC (benzeno-1,3,5-ácido tricarboxílico) como ligando, tendo também sido explorada a incorporação de aditivos metálicos como o ferro, dióxido de titânio(IV) e o titanato de bário(IV) ou quantidades residuais de solventes. A estrutura dos compostos obtidos foi avaliada recorrendo a técnicas de caracterização como XRD, análise elementar/ICP e FT-IR/ATR tendo-se obtido maioritariamente a fórmula estrutural Cu3(BTC)2. Os MOFs de Cu(II) sintetizados foram aplicados em catálise, mais especificamente, na oxidação de um álcool secundário (1-feniletanol) e de um álcool primário (álcool benzílico), tendo-se procedido à otimização das condições reacionais. Os compostos CuMOF-2DMF e CuMOF/Fe destacaram-se de entre os restantes. Após definidos os parâmetros da reação, todos os catalisadores foram testados, na transformação dos dois substratos, recorrendo a diferentes fontes de energia: convencional, indução eletromagnética, vibração por ultrassons e radiação micro-ondas. O aquecimento através da placa de indução destaca-se por originar os melhores resultados catalíticos, na presença do catalisador CuMOF-2DMF, para ambos os álcoois (1-feniletanol e álcool benzílico). Foi também estudada a reação em cascata Desacetilação-Knoevenagel, recorrendo maioritariamente a redes metalo-orgânicas de zinco(II) e, tanto estes compostos como os de cobre(II), foram aplicados nesta reação revelando, estes últimos, a sua elevada seletividade ao benzaldeído. |
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| Autores principais: | Brás, Joana Margarida Neves |
| Assunto: | Redes metalo-orgânicas Mecanoquímica Catálise heterogénea Reações de oxidação Reação em cascata desacetilação-Knoevenagel. Metal-organic frameworks Mecanochemistry Heterogeneous catalysis Oxidation reactions Deacetalization-Knoevenagel cascade reaction. |
| Ano: | 2021 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa |
| Resumo: | Esta tese de mestrado teve como principal objetivo a preparação de redes metalo-orgânicas (MOFs) de Cu(II) recorrendo à mecanoquímica, processo ambientalmente sustentável, e sua posterior utilização em catálise. As redes metalo-orgânicas de cobre(II) foram preparadas recorrendo à técnica de Ball Milling (mecanoquímica) usando acetato de cobre(II) monohidratado como precursor metálico e H3BTC (benzeno-1,3,5-ácido tricarboxílico) como ligando, tendo também sido explorada a incorporação de aditivos metálicos como o ferro, dióxido de titânio(IV) e o titanato de bário(IV) ou quantidades residuais de solventes. A estrutura dos compostos obtidos foi avaliada recorrendo a técnicas de caracterização como XRD, análise elementar/ICP e FT-IR/ATR tendo-se obtido maioritariamente a fórmula estrutural Cu3(BTC)2. Os MOFs de Cu(II) sintetizados foram aplicados em catálise, mais especificamente, na oxidação de um álcool secundário (1-feniletanol) e de um álcool primário (álcool benzílico), tendo-se procedido à otimização das condições reacionais. Os compostos CuMOF-2DMF e CuMOF/Fe destacaram-se de entre os restantes. Após definidos os parâmetros da reação, todos os catalisadores foram testados, na transformação dos dois substratos, recorrendo a diferentes fontes de energia: convencional, indução eletromagnética, vibração por ultrassons e radiação micro-ondas. O aquecimento através da placa de indução destaca-se por originar os melhores resultados catalíticos, na presença do catalisador CuMOF-2DMF, para ambos os álcoois (1-feniletanol e álcool benzílico). Foi também estudada a reação em cascata Desacetilação-Knoevenagel, recorrendo maioritariamente a redes metalo-orgânicas de zinco(II) e, tanto estes compostos como os de cobre(II), foram aplicados nesta reação revelando, estes últimos, a sua elevada seletividade ao benzaldeído. |
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