Efeito da preparação nos sítios de cromo....pdf
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_______________________________________Caracterização dos Precursores Secos e Calcinados Os resultados, apresentados na Tabela IV-10 mostram o cálculo da razão Cr/Si por XPS e espectroscopia de absorção atômica (AA). Observam-se valores da razão XPS/AA semelhantes e acima da unidade para os catalisadores 1CrA, 1CrC e 1CrD, sugerindo que o cromo está preferencialmente na superfície do suporte. No entanto, o catalisador 1CrB apresentou razão XPS/AA de 5,1, bem acima do observado com as outras amostras (cerca de 3 vezes maior). Este resultado sugere um impedimento geométrico para a entrada da molécula de cromato de silila nos poros da sílica, mantendo-se uma concentração relativamente maior de cromo na superfície desta amostra do que nas outras. De fato, o tamanho médio dos cristalitos de cromato de silila (483 Å), estimado por DRX, resultou um valor aproximadamente duas vezes maior que o tamanho de poros do suporte (221 Å), respaldando esta hipótese. Intensidade (Contagens) (x5) (x5) (x5) Cr 2p 1/2 595 590 585 580 575 570 58 Cr 2p 3/2 Cr O 2 3 CrO 3 Energia de Ligação (eV) Figura IV-23 - Espectros de XPS dos catalisadores calcinados 1CrA 1CrB 1CrC 1CrD A Tabela IV-10 também apresenta a energia de ligação do Cr 2p3/2 nos catalisadores, após 1000 varreduras na região do Cr 2p. Em todos os catalisadores a energia de ligação é intermediária entre o CrO3 (579,3eV) e o Cr2O3 (576,3eV), como assinalado na Figura IV-23. No entanto, esta Figura mostra, para todas as amostras, um ombro na banda do Cr 2p3/2 na direção da energia de ligação do CrO3, evidenciando a fotorredução do cromo. A Tabela IV-10 também apresenta os resultados de largura a meia
_______________________________________Caracterização dos Precursores Secos e Calcinados altura (FWHM) referente à banda do Cr 2p3/2. Observa-se que os catalisadores 1CrA, 1CrC e 1CrD apresentaram os maiores valores, indicando a mistura de espécies Cr 6+ e Cr 3+ . Estes catalisadores, que apresentaram predomínio de Cr 6+ após calcinação, também são os mais suscetíveis à fotorredução. Este resultado está de acordo com Gaspar e col. [48], que observaram maior efeito da fotorredução num catalisador 1% Cr/SiO2 apenas com espécies Cr 6+ após calcinação, do que num catalisador 3% Cr/SiO2 com espécies Cr 6+ e Cr 3+ , Figura IV-8. Neste trabalho também se observou que amostras padrão de CrO3 (sem suporte) e mistura física MFCr2O3 não sofrem fotorredução na condição de 4 conjuntos de 50 varreduras, num total de 240min de exposição aos raios-X. Estes resultados sugerem que a presença do suporte influencia na fotorredução e que o estado final de oxidação do cromo após a fotorredução é Cr 3+ . Os valores de energia de ligação (E.L.) e largura a meia altura (F.W.H.M.) estão de acordo com os valores reportados por Liu e Terano [55] para espécies de Cr 3+ estabilizadas na superfície do suporte e altamente dispersas. Os autores sugeriram algumas estruturas plausíveis de interação do Cr 3+ com a superfície da sílica, mostradas na Figura IV-24. Liu e Terano obtiveram EL=577,21eV e FWHM=4,43eV para um catalisador Cr/SiO2 preparado a partir de CrO3 e calcinado em ar a 1073K por 20h. Menores valores de FWHM, como ocorre com o catalisador 1CrB, seriam decorrentes de espécies Cr 3+ com menor interação com a sílica e maior grau de aglomeração. Assim, a exposição prolongada dos catalisadores 1CrA, 1CrC e 1CrD aos raios-X na análise de XPS resultou predominantemente em espécies Cr 3+ com interação com o suporte. No catalisador 1CrB o cromo manteve-se no estado de oxidação Cr 3+ e com pequena interação com o suporte. O conjunto de análises realizadas para investigar a incorporação do cromo na superfície do suporte nos catalisadores Cr/SiO2 permitiu identificar diferentes graus de interação Cr-O-Si em função do precursor. O catalisador 1CrB, preparado com cromato de bis(trifenilsilila), apresentoumenor interação do cromo do que os demais catalisadores (Tabela IV-9). O Figura IV-24 - Estruturas de Cr 3+ estabilizado na superfície da sílica 59
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Os resultados, apresentados na Tabela IV-10 mostram o cálculo <strong>da</strong> razão Cr/Si por<br />
XPS e espectroscopia <strong>de</strong> absorção atômica (AA). Observam-se valores <strong>da</strong> razão XPS/AA<br />
semelhantes e acima <strong>da</strong> uni<strong>da</strong><strong>de</strong> para os catalisadores 1CrA, 1CrC e 1CrD, sugerindo que o<br />
<strong>cromo</strong> está preferencialmente na superfície do suporte. No entanto, o catalisador 1CrB<br />
apresentou razão XPS/AA <strong>de</strong> 5,1, bem acima do observado com as outras amostras (cerca<br />
<strong>de</strong> 3 vezes maior). Este resultado sugere um impedimento geométrico para a entra<strong>da</strong> <strong>da</strong><br />
molécula <strong>de</strong> cromato <strong>de</strong> silila <strong>nos</strong> poros <strong>da</strong> sílica, mantendo-se uma concentração<br />
relativamente maior <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> na superfície <strong>de</strong>sta amostra do que nas outras. De fato, o<br />
tamanho médio dos cristalitos <strong>de</strong> cromato <strong>de</strong> silila (483 Å), estimado por DRX, resultou<br />
um valor aproxima<strong>da</strong>mente duas vezes maior que o tamanho <strong>de</strong> poros do suporte (221 Å),<br />
respal<strong>da</strong>ndo esta hipótese.<br />
Intensi<strong>da</strong><strong>de</strong> (Contagens)<br />
(x5)<br />
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(x5)<br />
Cr 2p 1/2<br />
595 590 585 580 575 570<br />
58<br />
Cr 2p 3/2<br />
Cr O<br />
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CrO 3<br />
Energia <strong>de</strong> Ligação (eV)<br />
Figura IV-23 - Espectros <strong>de</strong> XPS dos catalisadores calcinados<br />
1CrA<br />
1CrB<br />
1CrC<br />
1CrD<br />
A Tabela IV-10 também apresenta a energia <strong>de</strong> ligação do Cr 2p3/2 <strong>nos</strong><br />
catalisadores, após 1000 varreduras na região do Cr 2p. Em todos os catalisadores a<br />
energia <strong>de</strong> ligação é intermediária entre o CrO3 (579,3eV) e o Cr2O3 (576,3eV), como<br />
assinalado na Figura IV-23. No entanto, esta Figura mostra, para to<strong>da</strong>s as amostras, um<br />
ombro na ban<strong>da</strong> do Cr 2p3/2 na direção <strong>da</strong> energia <strong>de</strong> ligação do CrO3, evi<strong>de</strong>nciando a<br />
fotorredução do <strong>cromo</strong>. A Tabela IV-10 também apresenta os resultados <strong>de</strong> largura a meia