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Type: Trabalho de conclusão de graduação
Title: Estudo teórico da redução do íon galil a dihidreto de gálio em zeólitas modificadas com gálio
Author(s)/Inventor(s): Mendonça, Beatriz Fonseca de
Advisor: Nascimento, Marco Antonio Chaer
Co-advisor: Pereira, Márcio Soares
Abstract: Zeólitas são aluminosilicatos cristalinos amplamente utilizados como um catalisador heterogênio na indústria petroquímica. Alguns de seus usos são em processos de craqueamento catalítico e hidrotratamento. Diferentes espécies de gálio podem ser encontradas em zeólitas modificadas com gálio. A principal aplicação destas zeólitas é na conversão de alcanos leves em hidrocarbonetos aromáticos. Neste trabalho, os esforços são focados em espécies de gálio extra-rede, especialmente no íon galil e no dihidreto de gálio. Estudos prévios mostraram que as espécies de hidreto de gálio são o catalisador ativo mais provável e que a espécie oxidada não pode ser um catalisador ativo em condições redutoras, que é o caso nas reações de aromatização de alcanos leves. Além disso, na reação de aromatização do propano, uma produção inicial baixa de hidrogênio foi observada durante a etapa de ativação desse alcano, sugerindo a existência de um período de indução para essa reação. Durante esse período, o íon galil seria reduzido a dihidreto de gálio pelo hidrogênio evanescente produzido na desidrogenação do propano sobre um sítio ativo adjacente. Os cálculos foram realizados em nível DFT, usando o funcional B3LYP e a base LACVP, e aglomerados T5 e T22 como modelos da cavidade zeolítica. Três mecanismos diferentes foram estudados: um mecanismo concertado, um mecanismo em duas etapas com formação de um intermediário proposto e um mecanismo em duas etapas com formação de ZO-Ga+ e água como intermediários. Apenas o estado de transição para a segunda etapa do mecanismo em duas etapas com formação de um intermediário I foi encontrado e, portanto, a ausência de dados mecanísticos mais completos impossibilita a comparação entre os diferentes mecanismos propostos. No entanto, cálculos da variação da energia livre de Gibbs de reação para as diferentes reações envolvidas e a diferentes temperaturas permitiu concluir que a proposta de redução do galil por hidrogênio evanescente é plausível e que a redução do íon galil por hidrogênio leva, preferencialmente, a formação do intermediário I às espécies ZOGa+ e ZO-GaH2+, mas a formação do primeiro ainda é mais favorável do que a formação do segundo. Demasiada distorção do aglomerado T22 foi observada, o que leva a crer que esse modelo não é apropriado para estudo desses sistemas.
Keywords: Zeólita
Gálio
Íon galil.
Dihidreto de Gálio
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Department : Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 14-Feb-2012
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Química

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