Efeito da preparação nos sítios de cromo....pdf
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_______________________________________________Caracterização dos Catalisadores Reduzidos estruturas sugeridas por Zecchina e col. para as duas bandas. Na estrutura em ponte (B), uma molécula de CO é compartilhada por dois átomos de cromo vizinhos. Nesta estrutura, a molécula de CO central possui um átomo de carbono com caráter sp 2 . Este comportamento de dessorção é distinto do observado na adsorção de CO sobre metais, como por exemplo, no paládio metálico [22]. Neste caso, a dessorção do CO adsorvido linearmente ocorre a menores temperaturas, evidenciando a maior estabilidade da adsorção CO-Pd em ponte. A B Figura V-10 - Estruturas de adsorção de CO em cromo: (A) linear e (B) ponte Bensalem e col. [72] e Zecchina e col. [80] observaram espécies carbonatos e carboxilatos em catalisadores Cr2O3/SiO2 e CrO3/SiO2, respectivamente, após adsorção de CO e CO2. A Tabela V-7 apresenta as atribuições de bandas de infravermelho de CO2 adsorvido em catalisadores α-Cr2O3/SiO2. A dessorção dessas espécies foi estudada por Bensalem e col. [72] em catalisadores CrO3/SiO2 após redução com CO, resultando em CO2. Os autores sugerem que em temperaturas moderadas (373-473 K) as espécies bicarbonato predominam, mas são rapidamente convertidas a carboxilatos, já que a 673 K não se observam mais carbonatos. A Tabela V-8 apresenta as temperaturas de evolução de espécies carbonato e carboxilato em função da temperatura. Tabela V-7 - Atribuições de espécies superficiais carbonatadas observadas após adsorção de CO2 em α-Cr2O3 [80] Comprimento de onda (cm -1 ) Atribuição 1560, 1340 carbonato bidentado 1590, 1305 carbonato bidentado 1635, 1285 carbonato bidentado 1490, 1365 carbonato monodentado 1620, 1430, 1225 bicarbonato 1630, 1440 carboxilato 84
_______________________________________________Caracterização dos Catalisadores Reduzidos Tabela V-8 - Evolução de espécies adsorvidas em função da temperatura [72] Temperatura (K) Após 4 min Após 30 min 373 bicarbonato bicarbonatos / carboxilatos 473 bicarbonato / carboxilato carboxilatos / carbonato monodentado 673 carboxilato carboxilatos / carbonato monodentado Em função dos dados apresentados, é possível supor que continuem presentes espécies carboxilatos ou carbonato monodentado em catalisadores Cr/SiO2, após o tratamento usual de limpeza da superfície e reduzidos com CO por fluxo de gás inerte ou vácuo a temperatura de redução. 5.2 Metodologias, Resultados e Discussão A seguir, serão apresentados os resultados de acompanhamento da redução dos catalisadores Cr/SiO2 com monóxido de carbono (CO). Também será caracterizada a dessorção do CO quimissorvido com a temperatura. Este parâmetro é importante no estudo de catalisadores de cromo para polimerização, uma vez que o CO é um importante contaminante na reação de polimerização, oriundo da corrente de etileno [82]. Os sítios Cr 2+ , formados por redução com CO a 623K in situ, serão caracterizados por quimissorção de CO, infravermelho, e espectroscopias de reflectância difusa (DRS) e de raios-X (XPS). 5.2.1 Redução dos Catalisadores com CO A redução a temperatura programada foi realizada com mistura 5% CO/He até 623 K, mantendo-se nesta temperatura por 1 h, para os catalisadores 1CrA (precursor acetato), 1CrB (precursor cromato de silila), 1CrC (precursor cloreto) e 1CrD (precursor CrO3). A redução foi precedida de secagem sob fluxo de hélio por 30min a 773 K. As massas CO, CO2, H2O e H2 foram monitoradas por um espectrômetro de massas (E.M.) em função da temperatura de redução (Figuras V-11 a V-17). O catalisador 1CrC não apresentou nenhum sinal da massa M/E=36, referente ao cloreto, oriundo do precursor. Todos os catalisadores apresentaram saída de água no intervalo de temperatura de 363 a 409 K, mesmo após a secagem prévia a 773 K com fluxo de helio. Segundo a análise termogravimétrica do suporte, esta ocorrência na região de temperatura observada se deve à eliminação de água fisissorvida na sílica, Figura IV-11. 85
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_______________________________________________Caracterização dos Catalisadores Reduzidos<br />
estruturas sugeri<strong>da</strong>s por Zecchina e col. para as duas ban<strong>da</strong>s. Na estrutura em ponte (B),<br />
uma molécula <strong>de</strong> CO é compartilha<strong>da</strong> por dois átomos <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> vizinhos. Nesta estrutura,<br />
a molécula <strong>de</strong> CO central possui um átomo <strong>de</strong> carbono com caráter sp 2 . Este<br />
comportamento <strong>de</strong> <strong>de</strong>ssorção é distinto do observado na adsorção <strong>de</strong> CO sobre metais,<br />
como por exemplo, no paládio metálico [22]. Neste caso, a <strong>de</strong>ssorção do CO adsorvido<br />
linearmente ocorre a menores temperaturas, evi<strong>de</strong>nciando a maior estabili<strong>da</strong><strong>de</strong> <strong>da</strong> adsorção<br />
CO-Pd em ponte.<br />
A B<br />
Figura V-10 - Estruturas <strong>de</strong> adsorção <strong>de</strong> CO em <strong>cromo</strong>: (A) linear e (B) ponte<br />
Bensalem e col. [72] e Zecchina e col. [80] observaram espécies carbonatos e<br />
carboxilatos em catalisadores Cr2O3/SiO2 e CrO3/SiO2, respectivamente, após adsorção <strong>de</strong><br />
CO e CO2. A Tabela V-7 apresenta as atribuições <strong>de</strong> ban<strong>da</strong>s <strong>de</strong> infravermelho <strong>de</strong> CO2<br />
adsorvido em catalisadores α-Cr2O3/SiO2. A <strong>de</strong>ssorção <strong>de</strong>ssas espécies foi estu<strong>da</strong><strong>da</strong> por<br />
Bensalem e col. [72] em catalisadores CrO3/SiO2 após redução com CO, resultando em<br />
CO2. Os autores sugerem que em temperaturas mo<strong>de</strong>ra<strong>da</strong>s (373-473 K) as espécies<br />
bicarbonato predominam, mas são rapi<strong>da</strong>mente converti<strong>da</strong>s a carboxilatos, já que a 673 K<br />
não se observam mais carbonatos. A Tabela V-8 apresenta as temperaturas <strong>de</strong> evolução <strong>de</strong><br />
espécies carbonato e carboxilato em função <strong>da</strong> temperatura.<br />
Tabela V-7 - Atribuições <strong>de</strong> espécies superficiais carbonata<strong>da</strong>s observa<strong>da</strong>s após<br />
adsorção <strong>de</strong> CO2 em α-Cr2O3 [80]<br />
Comprimento <strong>de</strong> on<strong>da</strong> (cm -1 ) Atribuição<br />
1560, 1340 carbonato bi<strong>de</strong>ntado<br />
1590, 1305 carbonato bi<strong>de</strong>ntado<br />
1635, 1285 carbonato bi<strong>de</strong>ntado<br />
1490, 1365 carbonato mono<strong>de</strong>ntado<br />
1620, 1430, 1225 bicarbonato<br />
1630, 1440 carboxilato<br />
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