Efeito da preparação nos sítios de cromo....pdf

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_______________________________________Caracterização dos Precursores Secos e Calcinados ativados por agentes redutores como alquis alumínio ou alcóxidos de alumínio ou ainda reduzidos "in situ" no próprio reator de polimerização pelo etileno. O comportamento de sais organo-metálicos suportados em sílica frente à calcinação tem sido pesquisado [29, 30]. Os autores concluem que a decomposição de acetato de cromo (III) e acetilacetonado de cromo (III) em atmosfera de oxigênio gera CrO3 ancorado sobre a sílica. A decomposição de acetilacetonato se dá em duas etapas. Na primeira etapa ocorre a eliminação parcial de ligantes do acetilacetonato, formando uma estrutura semelhante à do acetato (a 485 K). Na etapa seguinte, a 583 K, ocorre a oxidação de Cr 3+ a Cr 6+ . No acetato de cromo ocorre decomposição numa única temperatura, a 563 K, idêntica à temperatura de decomposição do sal mássico, sugerindo que a impregnação resulta em pequenos cristalitos dispersos sobre a superfície do suporte. Conforme relatado anteriormente (Figura II-2, Capítulo II), a sílica gel possui distintos grupos de hidroxilas na sua superfície [7]. Vuurman e col. [31] estudaram o comportamento das hidroxilas superficiais de uma sílica Cab-O-Sil (300 m 2 /g) impregnada com Cr(NO3)3.9H 2O nos teores de 0,5 e 1,5% Cr. A análise de infravermelho mostrou um consumo das hidroxilas isoladas, a 3740 cm -1 , com o aumento do teor de cromo, Figura IV-1. Por sua vez, o grupo de hidroxilas vicinais, a 3685 cm -1 , não sofreu variação. Os autores sugerem que as hidroxilas vicinais podem ser menos acessíveis ao cromo do que as isoladas ou mais fortemente ligadas à superfície, sendo mais difícil sua remoção. Figura IV-1 - Espectros de FTIR da região de hidroxilas de catalisadores Cr/SiO2 [31] 36

_______________________________________Caracterização dos Precursores Secos e Calcinados A presença de óxido de cromo ligado à superfície da sílica causa ainda alteração no espectro de infravermelho na região entre 800 e 1000 cm -1 . Zecchina e col. [32] e Kim e Woo [33], atribuem o aparecimento de uma banda a 907 cm -1 à ligação Cr=O na superfície do catalisador calcinado. Ainda segundo Kim e Woo, a intensidade desta banda diminui com a temperatura de calcinação, de acordo com a Figura IV-2, sendo máxima na temperatura de 823K. Os autores observaram um aumento na fração de Cr 2O3 com o aumento da temperatura de calcinação até 1123K, acompanhando a diminuição de intensidade da banda a 907cm -1 . Figura IV-2 - Espectros de FTIR de amostras calcinadas a várias temperaturas: (a) SiO 2 calcinada a 1023K e catalisador 1%Cr/SiO2 calcinado a (b) 823K, (c) 923K, (d) 1023K e (e) 1123K [33] A forma com a qual o cromo se incorpora às hidroxilas isoladas da sílica foi estudada por muitos autores [13, 27-31, 34]. Embora CrO3 mássico comece a decompor em Cr2O3 e O2 em torno de 473 K, uma certa fração de Cr 6+ é estabilizada na sílica até 1173 K. Isso é devido à formação de cromato ou policromatos (dicromato, tricromato, tetracromato, etc) através do qual o cromo está ligado diretamente ao suporte. A Figura IV-3 apresenta as formas de ancoragem do cromo na sílica. Nota-se que para a forma cromato a relação OH/Cr é de 2/1, enquanto para a forma dicromato a relação é de 1/1. Na literatura os autores divergem sobre a presença das espécies cromato, dicromato ou ambas, principalmente devido à ausência de padrões puros nos 37

_______________________________________Caracterização dos Precursores Secos e Calcinados<br />

ativados por agentes redutores como alquis alumínio ou alcóxidos <strong>de</strong> alumínio ou ain<strong>da</strong><br />

reduzidos "in situ" no próprio reator <strong>de</strong> polimerização pelo etileno.<br />

O comportamento <strong>de</strong> sais organo-metálicos suportados em sílica frente à<br />

calcinação tem sido pesquisado [29, 30]. Os autores concluem que a <strong>de</strong>composição <strong>de</strong><br />

acetato <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> (III) e acetilacetonado <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> (III) em atmosfera <strong>de</strong> oxigênio gera<br />

CrO3 ancorado sobre a sílica. A <strong>de</strong>composição <strong>de</strong> acetilacetonato se dá em duas etapas.<br />

Na primeira etapa ocorre a eliminação parcial <strong>de</strong> ligantes do acetilacetonato, formando<br />

uma estrutura semelhante à do acetato (a 485 K). Na etapa seguinte, a 583 K, ocorre a<br />

oxi<strong>da</strong>ção <strong>de</strong> Cr 3+ a Cr 6+ . No acetato <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> ocorre <strong>de</strong>composição numa única<br />

temperatura, a 563 K, idêntica à temperatura <strong>de</strong> <strong>de</strong>composição do sal mássico,<br />

sugerindo que a impregnação resulta em peque<strong>nos</strong> cristalitos dispersos sobre a<br />

superfície do suporte.<br />

Conforme relatado anteriormente (Figura II-2, Capítulo II), a sílica gel possui<br />

distintos grupos <strong>de</strong> hidroxilas na sua superfície [7]. Vuurman e col. [31] estu<strong>da</strong>ram o<br />

comportamento <strong>da</strong>s hidroxilas superficiais <strong>de</strong> uma sílica Cab-O-Sil (300 m 2 /g)<br />

impregna<strong>da</strong> com Cr(NO3)3.9H 2O <strong>nos</strong> teores <strong>de</strong> 0,5 e 1,5% Cr. A análise <strong>de</strong><br />

infravermelho mostrou um consumo <strong>da</strong>s hidroxilas isola<strong>da</strong>s, a 3740 cm -1 , com o<br />

aumento do teor <strong>de</strong> <strong>cromo</strong>, Figura IV-1. Por sua vez, o grupo <strong>de</strong> hidroxilas vicinais, a<br />

3685 cm -1 , não sofreu variação. Os autores sugerem que as hidroxilas vicinais po<strong>de</strong>m<br />

ser me<strong>nos</strong> acessíveis ao <strong>cromo</strong> do que as isola<strong>da</strong>s ou mais fortemente liga<strong>da</strong>s à<br />

superfície, sendo mais difícil sua remoção.<br />

Figura IV-1 - Espectros <strong>de</strong> FTIR <strong>da</strong> região <strong>de</strong> hidroxilas <strong>de</strong> catalisadores Cr/SiO2 [31]<br />

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