Síntese e aplicação de céria nanocristalina para oxidação de álcool benzílico

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2020.As atuais demandas ambientais e econômicas sustentam a procura por materiais de baixa toxicidade que possam atuar como catalisadores heterogêneos nos processos produtivos eficientemente. Neste trabalho foi proposta a preparação de catalisadores heterogêneos de céria nanocristalina por duas rotas sintéticas distintas e a aplicação deles na reação de oxidação do álcool benzílico a benzaldeído. As análises de difração de raios X de pó (DRX) confirmaram a composição encontrada através dos picos relativos aos planos cristalinos do CeO2; além disso, pôde-se calcular o tamanho médio dos cristalitos sendo o resultado encontrado na faixa entre 13,1 e 15,6 nm. Com as informações obtidas por ressonância magnética nuclear (RMN) foi possível analisar o desempenho dos catalisadores sintetizados na reação de oxidação primária do álcool benzílico. Ambos os materiais de céria preparados apresentaram rendimento reacional na faixa de 23% a 29%, tais valores são similares aos obtidos para outros materiais a base de cério na literatura. Adicionalmente às técnicas analíticas citadas, foram realizadas análises: por espectroscopia de infravermelho (FTIR), as quais apresentaram modos vibracionais característicos do CeO2; termogravimetria, termogravimetria derivada e análise térmica diferencial (TG/DTG/DTA) que possibilitaram maior conhecimento sobre a estrutura dos materiais sintetizados.The current environmental and economic demands support the demand for low toxicity materials that can act as heterogeneous catalysts in the production processes efficiently. In this work it was proposed to prepare heterogeneous nanocrystalline ceria catalysts by two different synthetic routes and to apply them in the oxidation reaction of benzyl alcohol to benzaldehyde. The X-ray powder diffraction (XRD) analyzes confirmed the composition found through the peaks related to the crystalline planes of CeO2; in addition, it was possible to calculate the crystallites average size, with the result found being in the range between 13.1 and 15.6 nm. With the information obtained by nuclear magnetic resonance (NMR) it was possible to analyze the synthesized catalysts performance in the reaction of primary oxidation of benzyl alcohol. Both prepared ceria materials showed a reaction yield in the range of 23% to 29%, these values are like the yields provided by cerium-based materials presented in literature. In addition to the previously cited analytical techniques, analyzes were also performed by infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetry, derivative thermogravimetry and differential thermal analysis (TG/DTG/DTA)