Study of Confinement and Catalysis Effects of the Reaction of Methylation of Benzene by Methanol in H-Beta and H-ZSM-5 Zeolites by Topological Analysis of Electron Density

In this work we studied the host-guest interactions between confined molecules and zeolites and their relationship with the energies involved in the reaction of methylation of benzene by methanol in H-ZSM-5 and H-Beta zeolites employing density functional theory (DFT) methods and the quantum theory of atoms in molecules. Results show that the strength of the interactions related to adsorption and coadsorption processes is higher in the catalyst with the larger cavity; however, the confinement effects are higher in the smaller zeolite, explaining, from an electronic viewpoint, the reason why the stabilization energy is higher in H-ZSM-5 than in H-Beta. The confinement effects of the catalyst on the confined species for methanol adsorption, benzene coadsorption, and the formed intermediates dominate this stabilization. For the transition state (TS), the stability of the TS is achieved due to the stabilizing effect of the surrounding zeolite framework on the formed carbocationic species (CH3+) which is higher in H-ZSM-5 than in H-Beta. In both TSs the methyl cation is multicoordinated forming the following H2O···CH3+···CB concerted bonds. It is demonstrated that, through the electron density analysis, the criteria can be defined to discriminate between interactions related to the confinement effects and the reaction itself (adsorption, coadsorption, and bond-breaking and bond-forming processes) and, thus, to discriminate the relative contributions of the degree of confinement to the reaction energies for two zeolite catalysts with different topologies.Fil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Paredes, Esteban Nadal. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Romero, Gonzalo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Cabral, Néstor Damián. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

On the molecular structure of uranium dicarbide: T-shape versus linear isomers

A theoretical study of the molecular structure of uranium dicarbide has been carried out employing DFT, coupled cluster, and multiconfigurational methods. A triangular species, corresponding to a 5A 2 electronic state, has been found to be the most stable UC 2 species. A triplet linear CUC species, which has been observed in recent infrared spectroscopy experiments, lies much higher in energy. A topological analysis of the electronic density has also been carried out. The triangular species is shown to be in fact a T-shape structure with a U-C interaction which can be considered to be a closed-shell interaction.Fil: Zalazar, Maria Fernanda. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Rayon, Victor M.. Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias; EspañaFil: Largo, Antonio. Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias; Españ

Análisis del Laplaciano de la densidad electrónica [-∇2ρ(r)] para el estudio de la reacción de acetato de etilo y metanol sobre el catalizador [CTA+]-Si-MCM-41

En este trabajo estudiamos el papel de las interacciones asociadas con el mecanismo de la reacción de acetato de etilo (AcEt) y metanol sobre la superficie del catalizador [CTA+]-Si-MCM-41. Estudios previos demostraron que la reacción ocurre en la boca del poro. Por lo que se postuló un mecanismo de sitio dual en el que ambos reactivos se adsorben sobre la superficie del catalizador de manera concertada. El estudio se basa en la Teoría de Átomos y Moléculas (QTAIM), enfocado en el análisis del Laplaciano de distribución de la densidad electrónica. Se analizaron regiones que involucran a los enlaces principales asociados a la reacción. En el complejo adsorbido, se observa que la interacción O1···HM entre catalizador y metanol, se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica [∇2ρ(r)> 0], sin embargo, en el estado de transición y el intermediario se aprecia una acumulación de densidad electrónica. Por otro lado, la interacción OM···C1 (enlace entre metanol y AcEt) se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica tanto para el complejo absorbido como el estado de transición, mientras que en el intermediario se encuentra en una zona de acumulación de la densidad electrónica mostrando características de un enlace covalente de capa cerrada. En conclusión, nuestro análisis permite apreciar visualmente el cambio de carácter del Laplaciano [-∇2ρ(r)] que implica una reorganización de la densidad electrónica hacia la formación y ruptura de los enlaces, así como el rol del catalizador en esta reorganización.Fil: Alegre, Clara Iris Aymará. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigación Fisicoquímic

Oportunidades y desafíos para divulgar ciencias químicas y despertar vocaciones científicas tempranas

En este trabajo se describe una propuesta didáctica novedosa desarrolladaen el marco de ferias y muestras itinerantes de Ciencia y Tecnología. El objetivogeneral de la experiencia es desarrollar la cultura científica y contribuir al despertar de vocaciones científicas en niños. A través de la participación en este tipo actividades se abren nuevas oportunidades de comunicación desde la Universidad y los Centros de Investigación hacia la sociedad. Esto redunda en una mayor motivación tanto por parte de los alumnos como de los docentes y el equipo de trabajo involucrado.Fil: Alegre, Clara Iris Aymará. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Romero, Gonzalo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Cabral, Néstor Damián. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

Estudio teórico de la adsorción de ácidos Carboxílicos voluminosos en H-MOR: Relación del ambiente confinado con la actividad catalítica

Se ha demostrado que la adsorción es la etapa determinante de la velocidad en reacciones de esterificación que ocurren en la superficie de sistemas zeolíticos, en estos catalizadores los espacios vacíos confinados forman un ambiente de solvatación clave que permite formular numerosas estrategias dedicadas a entender los mecanismos de reacción y optimizar la estructura de nuevos catalizadores. Sin embargo, no se ha estudiado aún el efecto de la adsorción de diferentes ácidos carboxílicos de cadena larga sobre el sitio activo en la zeolita ácida tipo MOR, de interés en la síntesis de ésteres para una infinidad de aplicaciones. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto del sistema de canales monodireccionales de la zeolita tipo MOR sobre la etapa de adsorción de diferentes ácidos carboxílicos (ácido acético, palmítico y oleico) usados como modelos para la esterificación de ácidos grasos libres. Así utilizamos cálculos DFT (Density Functional Theory) combinados con el método híbrido ONIOM a nivel M06-2X/6-31G(d):PM6 y el programa Gaussian 09. Nuestros cálculos teóricos utilizando un modelo de agregado 10T/126T (T=Si o Al) para H-MOR muestran que la extensa cadena alifática disminuye la movilidad para la formación del intermediario y en el caso de la molécula insaturada (ácido oleico) la estructura orgánica puede sufrir una rotación dentro del canal para acomodar la molécula linealmente, sin afectar drásticamente el doble enlace. Ese mismo efecto no ocurre en estructuras con sistemas de canales tridimensionales con diámetros de poros similares como se evidencia en H-FAU. Sin embargo, la adsorción de ácidos palmítico y oleico en H-MOR no ocurre de manera espontánea, en la cual se puede observar un aumento significativo en la energía libre de Gibbs de 78.7 a 113.4 kJ mol-1 con el aumento de la cadena alifática y la insaturación presente en la molécula de ácido oleico. Se observa que el modo de adsorción es diferente entre los tres ácidos estudiados. Sin embargo, la flexibilidad y rotación en el espacio de confinamiento es extremadamente limitada, lo que resulta en una mayor energía del sistema adsorbato-catalizador para el complejo de ácido oleico adsorbido en H-MOR, (∆S°ads = 49,1 kJ mol-1) en comparación con el complejo adsorbido de ácido palmítico (∆S°ads= 16,4 kJ mol-1). En consecuencia, las propiedades termodinámicas indican que el proceso de adsorción para moléculas voluminosas es muy inestable, lo que limita la formación de intermediarios y contribuye así a la menor velocidad de reacción observada experimentalmente para la esterificación de ácido oleico en H-MOR.Fil: Gomes, Glaucio José. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química. Laboratorio de Pesquisa.; BrasilFil: Arroyo, Pedro Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímica

Diversidad catalítica en Zeolitas: Influencia del efecto de confinamiento en la adsorción de ácido acético y su relación con las características topológicas del catalizador

En virtud de la presencia de microporos, las zeolitas presentan una elevada complejidad debido al efecto de confinamiento. La combinación entre el tamaño de los espacios vacíos confinados y la fuerza ácida de estos sólidos, determinan su actividad catalítica. En las reacciones de esterificación catalizadas por zeolitas se presenta la adsorción de ácidos carboxílicos como un paso relevante en el mecanismo. El objetivo de este trabajo es estudiar, desde el punto de vista de la distribución electrónica, el efecto de confinamiento sobre la adsorción de ácido acético (como molécula modelo de ácidos grasos libres) en las zeolitas H-ZSM-5, H-Beta, H-MOR y H-Y -considerando sus diferencias en relación a tamaño de poro, cavidad y estructura tridimensional- e inferir su contribución a la actividad catalítica. La estructura de los catalizadores se representó con un modelo de agregado 46T (T=Si,Al) para H-ZSM-5, 52T para H-Beta, 70T para H-MOR y 84T para H-Y. Los cálculos se realizaron con los programas Gaussian09 y AIMAll a nivel M06-2X/6-31++G(d,p)//M06-2X/6- 31G(d). Se hallaron las estructuras más estables para la adsorción de ácido acético sobre el sitio ácido de Brønsted de cada uno de los modelos zeolíticos. Se cuantificaron y discriminaron las interacciones debidas a la adsorción y al confinamiento. Los resultados revelaron para ambos modos de adsorción de ácido acético (adsorción por carbonilo e hidroxilo sobre el sitio ácido) que en zeolitas monodimensionales (H-MOR) y aquellas tridimensionales con cavidades pequeñas (H-ZSM-5) la estructura de la zeolita permite una ubicación de la molécula huésped que favorece la presencia de una mayor cantidad de interacciones débiles adsorbato-catalizador, representando el 32.3% y 34.7% respectivamente del total de la densidad electrónica, por lo que su contribución a la energía de adsorción es importante y favorecen una mayor estabilidad del complejo adsorbido en relación a los otros modelos estudiados. En conclusión, el efecto de confinamiento en zeolitas juega un rol crucial y está relacionado con la estructura mono, di y tridimensional del catalizador que permite estabilizar al ácido acético en su interior.Fil: Romero, Gonzalo David. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Gomes, Glaucio José. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Universidade Federal Do Parana. Laboratorio de Catalisis y Producción de Biocombustibles; BrasilFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímica

Oleic acid esterification catalyzed by zeolite y - model of the biomass conversion

Lignocellulosic biomass is a promising renewable source for production of fuels and chemicals with significant life cycle and economy of scale advantages over other biomass sources, such as starches, vegetable oils, and animal fats. The large-scale application of zeolites in biomass conversion can be explained by with adjustable confinement at the nano scale, Brønsted acid strength that derive from its Si/Al ratio and high thermal stability1. In this context, the aim of this study was to test the catalytic activity of zeolite H-Y with high Si/Al ratio for its application in the esterification reaction of oleic acid (OA) with methanol (MeOH) for the synthesis of alkyl esters. Zeolite Y in protonated form with Si / Al = 80 ratio was obtained from Zeolyst International. The catalytic activity of zeolite H-Y was carried out using the esterification reaction of OA by MeOH. The experiments were conducted in reflux system with magnetic stirring at different temperatures (60 and 75 °C), catalyst contents (10 %), OA mass ratios (1:2, 1:3 and 1:6) and residence times (0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4.5, 6, 8, 12 and 16 hs). The reaction mixture was collected from the reflux system, and cooled to room temperature. The solution was removed from the catalyst by filtration. The conversion was defined as the change of acid content before and after the oil reaction by the acid content of the initial oil. An interpretation of the catalytic activity is given from theoretical calculations.Analysis indicate that the increase in reaction time results in higher ester conversion rates, reaching the reaction equilibrium after 16 hs of reaction, according to Kirumakki et. al. the time required to achieve equilibrium depends on the reactants used2. It is observed that the conversion of OA results in a high reaction time when is compared to previous works2-4, the main effect for this system is centered in the high Si/Al ratio, which results in the less presence of active sites available in the catalytic process. The optimum reaction conditions were obtained with a molar ratio of 1:3 and 75 °C, resulting in 82 % conversion of ester after 16 hs of reaction. The higher alcohol concentration in the system shifts the equilibrium of the reaction towards the formation of products, as well as the decrease in the viscosity of the reactional system, reducing the transfer rate, which results in a high conversion when compared to the others catalytic tests. According to our previous work, the esterification of carboxylic acids presents a competitive adsorption between methanol and carboxylic acid on the Brønsted acid site5, so that the main hypothesis for the lower product conversion in the esterification reaction with 1:6 molar ratio is related to the adsorption of MeOH on the active site. The effect of self-catalysis on the reactional environment is not reported in the studies cited, according to Raia et. al., auto-catalysis in esterification has a significant importance in the conversion of free fatty acids6. The uncatalyzed reaction resulted in approximately 16 % conversion after 16 hs of reaction, and this result serves as a comparison for the conditions in which the catalyst is added to the system. The H-Y catalyst proved to be efficient and promising for the esterification of OA with MeOH, however, it presented a high reaction time can be optimized with the increase of temperature and greater mass of catalyst, thus, further studies are needed to describe the reaction mechanisms in order to understand the conversion of biomass on the surface of acid zeolites.Fil: Gomes, Glaucio José. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; BrasilFil: Dal Pozzo, Daniel M.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Costa, M. B.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; BrasilFil: Bittencourt, Paulo R. S.. Universidade Federal do Paraná; BrasilVI San Luis School and Conference on Surfaces, Interfaces and CatalysisSanta FeArgentinaInstituto de Investigaciones en Catálisis y PetroquímicaUniversidad Nacional del Litora

Estudio DFT del mecanismo de reacción de la esterificación de ácido levulínico con metanol catalizada por la zeolita H-Beta

The esterification of levulinic acid to levulinate esters by heterogeneous acid catalysis is a promising chemical route for the sustainable production of high value-added products. In this work, a DFT study of the mechanism for this reaction was carried out using H-Beta zeolite as catalyst. The elementary steps of the reaction, such as acid adsorption and alcohol coadsorption, were identified and the associated transition states and intermediates were determined. The energy profile throughout the reaction was obtained and the energies associated with each step were found. Theoretical calculations revealed stable structures and a viable pathway for the formation of levulinate ester, where the rate-determining step is the formation of a tetrahedral intermediate via a TS involving hydrogen transfer from methanol to levulinic acid.Fil: Romero, Gonzalo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Esquenazi, Eduardo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Gomes, Glaucio José. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; BrasilFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina22° Congresso Brasileiro de CatáliseBrasilSociedade Brasileira de CatáliseUniversidad Federal de Río Grande del Sur. Instituto de Químic

Oleic Acid Esterification Catalyzed By Zeolite Y-Model of the Biomass Conversion

Residual oils and fats are promising renewable sources for the production of liquid fuels and the synthesis of various chemicals with significant life cycle and large-scale economic advantages over other biomass sources. Thus, oleic acid esterification was investigated on zeolites type FAU and sulfuric acid by kinetic, spectroscopic assessments and theoretical calculations using a hybrid ONIOM scheme. In the catalytic tests, the solid catalyst with the highest Si/Al (H-Y-80) ratio showed the highest catalytic activity for esterification (92% conversion) as compared to H-Y-5.2 (66% conversion), Na-Y (15% conversion) and homogeneous acid catalysis (89% conversion). The catalytic activity between different acid catalysts is discussed. It was observed that the acidity of the active sites and the hydrophobicity resulting from the Si/Al molar ratio influence the esterification conversion. Theoretical calcultations predicts that the voluminous confined space of the FAU zeolite perfectly accommodates the oleic acid molecule in the adsorption step (Eads= -25.5 kJ mol-1) and the van der Waals interactions of the zeolite walls with the aliphatic chain help to accommodate the bulky molecule between the supercages. Experimental and theoretical results confirm that H-Y-80 zeolite applied in the esterification reaction can be an efficient catalyst in processes involving conversion of unsaturated fatty acids.Fil: Gomes, Glaucio José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Dal Pozzo, Daniel M.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Budke Costa, Michelle. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá; BrasilFil: Bittencourt, Paulo R. S.. Universidade Federal do Paraná; Brasi

Análise da adsorção de piridina em aluminossilicatos mediante espectroscopia IV in situ e cálculos teóricos

A aplicação de zeólitas ácidas como catalisador desempenha um papel expressivo na indústria química, devido a sua robustez em reações que envolvem uma ampla plataforma de moléculas e operações unitárias. Entretanto, os sítios ácidos desses catalisadores tornam-se uma questão de debate na síntese orgânica devido a difícil tarefa de caracterização e quantificação. Nesse trabalho, os sítios ácidos foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho in situ e os complexos de adsorção (H-zeólita-molécula sonda) foram analisados em nível fundamental usando a teoria do funcional da densidade. A adsorção de piridina a baixas temperaturas pode superestimar a presença dos sítios ácidos de Lewis. Bandas referentes a fisiossorção de piridina foram observadas até 190 ℃ na região de 1453 e 1444 cm-1. Em altas temperaturas, o efeito de confinamento foi observado para as zeólitas H-ZSM-5 e H-Beta, sendo essa informação justificados por cálculos de estruturas eletrônicas que mostram que o confinamento causado pela morfologia dos poros e cavidades implica em uma conformação que favorece a otimização de ligações H em ambientes vazios confinados.Fil: Gomes, Glaucio José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Padilha, Janine Carvalho. Universidade Federal da Integração Latino Americana; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Bosco, Marta Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Collins, Sebastián Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; Brasil22° Congresso Brasileiro de CatáliseBeto GoncalvezBrasilSociedade Brasileira de CatáliseUniversidad Federal de Río Grande del Sur. Instituto de Químic