O presente projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento de nanoestruturas core-shell Fe3O4@MFI (MFI = Silicalite-1 e ZSM-5) com dimensões inferiores a 100 nm, contendo uma camada discreta, uniforme e com espessura finamente ajustável sem a formações de partículas de zeólitas livres de núcleo. Para alcançar essas características, o método de microemulsão reversa mediante condições hidrotérmicas será adotado e, um abrangente estudo dos processos de nucleação e crescimento dos cristais de zeólita dentro deste sistema será realizado. Nossos resultados preliminares têm demonstrado que essa abordagem fornece um confinado espaço para o crescimento de cristais de silicalita-1 e a formação de nanoestruturas com características core-shell. No entanto, os resultados também demostram que a formação das nanoestruturas é favorecida principalmente durante período de envelhecimento da suspensão de síntese sendo posteriormente degradadas durante a etapa de tratamento hidrotérmico em elevadas temperaturas. Portanto, de forma a fornecer uma estratégia de síntese que possibilite preparar nanoestruturas core-shell com as características acima descrita, o presente projeto buscará investigar os efeito de parâmetros tais como: tempo de envelhecimento, temperatura hidrotérmica, concentração da mistura de síntese da zeólita, concentração de surfactante e co-surfactante e concentração de nanopartículas de Fe3O4. Uma compreensão fundamental dos fenômenos de nucleação e crescimento dos cristais de zeólita durante a etapa de síntese será realizada com o auxílio de técnicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS) e Difração de raios X (DRX). Espera-se que os resultados alcançados contribuam para a atual pesquisa sobre zeólitas magnéticas com estrutura core-shell que vem sendo desenvolvida junto ao Centro de Excelência para Pesquisa em Química Sustentável (CERSusChem). (AU)

Estruturas core@shell se apresentam como as principais plataformas para o desenvolvimento de zeólitas separáveis magneticamente. Apesar dos atuais avanços alcançados no desenvolvimento de zeólitas com estrutura core@shell, o entendimento dos processos envolvidos durante a nucleação e crescimento da camada zeolitica sobre a superfície de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) ainda permanece pouco entendido. A falta de compreensão desses processos tem dificultado a preparação de materiais zeolítico com esse tipo de estrutura com a espessura controlada, contendo um único núcleo magnético e sem a presença de partículas de zeólita livres desse núcleo. Portanto, este projeto objetiva o estudo e entendimento dos aspectos envolvidos durante os processos de nucleação e crescimento de zeólitas com estrutura MFI (ZSM-5 e silicalita-1) sobre nanopartículas magnéticas de Fe3O4. A síntese será realizada utilizando soluções límpidas precursoras e a evolução microestrutural será investigada utilizando diferentes técnicas de caracterização (DRX, ATR/FTIR, MEV, HRTEM, DLS e RMN). Uma compreensão sistemática do mecanismo de cristalização será essencial para o desenvolvimento de zeólitas com nanoestruturas core@shell com características superparamagnéticas para futura aplicação em reações de valorização de moléculas plataformas bioderivadas e outras reações de síntese orgânica em meio líquido. Ainda, a proposta, a ser desenvolvida dentro do Centre of Excellence for Research in Sustainable Chemistry (CERSusChem), deverá contribuir para o aperfeiçoamento da atual metodologia in situ utilizada na preparação de zeólitas com estrutura core@shell.

Devido às crescentes necessidades da sociedade por novos bens e insumos são desenvolvidos processos os quais, via de regra, geram efluentes contaminantes, as que afetam fortemente o meio ambiente e consequentemente a saúde humana, a flora e a fauna. Dentre esses problemas, a poluição do ar é altamente preocupante visto que as emissões de gases contaminantes provenientes de fontes moveis e estacionadas vem se tomando cada vez maiores, e como consequência provocando a ocorrência de chuva ácida, smog atmosférico e forte efeito na camada de ozônio e no aquecimento global. Dentre as emissões mais significativas, destacam-se os Óxidos de Nitrogênio (NOx), que são gerados em todo processo de combustão. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva dar continuidade à dissertação de mestrado em andamento e deverá envolver a preparação de catalisadores à base de ferro, cobre ou ferro-cobre suportados em titânia, céria e zircônia, pelo método sol-gel in situ e avaliá-los na redução de NO a N2 utilizando CO como agente redutor. No trabalho verificar-se-á, também, o efeito na atividade desses catalisadores da presença de O2, H2O ou SO2. Os suportes e catalisadores serão caracterizados através de difração de raios X, redução com H2 a temperatura programada, espectroscopia por refletância difusa no ultra-violeta, espectroscopia de energia dispersiva de raios X, análise termogravimétrica, medidas de adsorção de N2 e análises por microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. Os resultados serão analisados e confrontados com resultados da literatura. (AU)

A presente proposta inclui um plano de aplicação referente à reserva técnica para custos de infraestrutura institucional 2008 definida com base nos projetos de pesquisa regulares e temáticos outorgados durante o ano de 2007 a pesquisadores de diferentes departamentos pertencentes ao Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET) – UFSCar. De acordo com instruções recebidas da Diretoria Administrativa da FAPESP, o plano anual envolverá recursos que serão aplicados na manutenção e otimização da infraestrutura para pesquisa dos departamentos do CCET. (AU)

Devido às crescentes necessidades da sociedade são desenvolvidos processos os quais geram emissões contaminantes, as que afetam fortemente o meio ambiente e conseqüentemente a saúde humana, a flora e a fauna. Dentre esses problemas, a poluição do ar é a mais representativa visto que as emissões de gases poluentes provenientes de fontes móveis e estacionárias vem se tornando cada vez maiores mesmo que se atendam os padrões de emissões máximos permitidos pelos órgãos ambientais que estão cada vez mais restritivos. Dentre as emissões mais significativas, destacam-se os óxidos de nitrogênio (NOx), os que são gerados em todo processo de combustão. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva preparar catalisadores à base de cobalto, ferro ou cobre suportados em titânia (TiO2) e avaliá-los na redução de NO a N2 utilizando CO como agente redutor. No trabalho irá verificar-se, também, o efeito na atividade desses catalisadores, a presença de O2, H2O ou SO2. O trabalho será desenvolvido em três etapas; i) preparação do suporte e dos catalisadores; ii) caracterização desses materiais através de difração de raios X, redução com H2 a temperatura programada, espectroscopia por refletância difusa no ultra-violeta e medidas de adsorção de N2; iii) avaliação da redução de NO com CO. Os resultados serão então tratados, analisados e confrontados com resultados da literatura e do grupo de catalise de DEQ/UFSCar. (AU)

A presente proposta inclui um plano para a ano de 2007 de aplicação da parcela da reserva técnica para custos de infraestrutura institucional, relacionada a projetos de pesquisas regulares e temáticos outorgados pela FAPESP durante 2006 a pesquisadores pertencentes aos diversos departamentos pertencentes ao Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET – UFSCAR). De acordo com instruções recebidas da diretoria administrativa da FAPESP, o plano anual envolverá recursos no montante de R$ 895.402,77 os que serão aplicados na otimização e melhoria da infraestrutura para pesquisa dos departamentos do CCET. (AU)

As zeólitas têm seu uso consolidado como catalisadores em diversos e importantes processos na indústria de refino de petróleo e petroquímica. No entanto, apresentam restrições à difusão de moléculas com diâmetro maior que a abertura de seus poros (< 0,75 nm). Por outro lado materiais mesoporosos da família M41S (2 < diâmetro de poro <15 nm), permitem a difusão de moléculas volumosas, as quais não podem ser processadas em zeólitas. No entanto, elas possuem paredes amorfas resultando em baixa estabilidade térmica/hidròtérmica e baixa atividade catalítica. Tentando minimizar estas restrições neste projeto serão realizados estudos focados à obtenção de sólidos que possuam a atividade catalítica e estabilidade de zeólitas (microporos) combinadas com a melhor acessibilidade dos materiais mesoporosos através da síntese da estrutura zeólitica ZSM-5 no espaço confinado de carbonos porosos. Na preparação do carbono poroso, serão utilizadas nanoesferas de sílica mesoporosa com estrutura análoga à MCM-41 ou MCM-48. Os materiais obtidos serão caracterizados por DRX em alto e baixo ângulo, termogravimetria 27AI MAS NMR, FTIR, adsorção de nitrogênio, METe MEV. As zeólitas ZSM-5 micro- mesoporosas obtidas serão avaliadas como catalisadores para o craqueamento de hidrocarbonetos de alto peso molecular (n-decano e decalina como moléculas modelo) e os resultados confrontados com os obtidos em zeólitas de poros grandes (Y e mordenita). (AU)

A reforma catalítica do nafta é um dos processos básicos no refino de petróleo. Este processo fornece à indústria petroquímica benzeno, tolueno e xilenos, porém também gera quantidades significativas de aromáticos C9, de baixo valor comercial. No passado estes compostos eram adicionados à gasolina para aumentar a octanagem da mesma. Atualmente, no entanto, existe uma restrição quanto a essa utilização devido às restrições da legislação ambiental. Por outro lado, o processo de desproporcionamento de tolueno sobre a zeólita ZSM-5, recentemente adotado pelas indústrias para a produção de xilenos, gerou um excedente de benzeno no mercado. Devido a este fato, surgiu a idéia de promover a transalquilação entre benzeno e aromáticos C9 para produzir tolueno e xilenos, compostos esses de maior valor agregado. Para o estudo da transalquilação de benzeno e aromáticos C9, neste trabalho propõe-se a utilização de zeólitas H-Y (USY) como catalizador e para representar a corrente de aromáticos C9 a molécula 1,2,4 trimetilbenzeno. As zeólitas USY, utilizadas no processo, serão caracterizadas física e quimicamente através de análise química por espectrofotometria de absorção atômica (EAA), difração de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ressonância magnética nuclear (RMN) e determinação do número e da força dos sítios ácidos através das análises TPD-NH3 e FT- IR. (AU)