Síntese de materiais híbridos baseados em polioxometalatos : estudo das propriedades estruturais e catalíticas

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo descrever a síntese e caracterização de materiais híbridos com base na interação dos heteropoliácidos H3PW12O40 (HPW) e H3PMo12O40 (HPMo) com o cátion cetiltrimetilamônio (CTA). Os materiais foram estudados em diferentes proporções molares heteropoliácido:surfactante (HPA:CTA), determinados experimentalmente por análise elementar (CHN e FRX/EDX) e análise térmica (TG/DTG/DTA). Medidas de FT-IR evidenciaram que a estrutura primária dos heteropoliácidos (ânion de Keggin) foi mantida e que as interações ânion-ânion foram consideravelmente reduzidas. A análise estrutural e morfológica dos catalisadores por FT-IR, DRX e MEV/MET indicou que as moléculas de CTA estão empacotadas em camadas organizadas e que os ânions de Keggin apresentaram uma morfologia hexagonal. Estudos de análise térmica mostraram que a interação HPW/CTA aumentou significativamente a estabilidade do surfactante, mas a capacidade oxidativa dos materiais da série CTAxH3-xPMo provocou uma decomposição exotérmica em temperaturas mais baixas. A atividade catalítica dos materiais foi avaliada na reação de esterificação do ácido acético com álcool benzílico e na reação de oxidação do álcool benzílico com peróxido de hidrogênio. Dentre os catalisadores testados, os materiais CTA1,9H1,1PW (58,3% de conversão) e CTA2,3H0,7PMo (88,8% de conversão) apresentaram os melhores resultados na reação de esterificação, enquanto na reação de oxidação os catalisadores mais ativos foram aqueles com maior conteúdo de CTA, isto é, as amostras CTA28,0PW (63,25% de conversão e 98,89% de seletividade) e CTA10,8PMo (69,08% de conversão e 82,88% de seletividade).