Complexos de níquel com ligante β-diimina heterogeneizados em argilas quimicamente modificadas : aplicação em reações de oligomerização de eteno

Abstract

A partir de estratégias de modificação química variadas, em que foram avaliados parâmetros de síntese como quantidade de água na síntese e o uso de uma amina neutra como co-surfactante, foram sintetizadas diferentes argilas porosas com propriedades texturais distintas. Os novos materiais foram caracterizadas por técnicas como difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), adsorção e dessorção de N2, ressonância magnética nuclear de 29Si com polarização cruzada (RMN 29Si-CP-MAS), absorção atômica por chama (FAAS), microscipia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Após a caracterização, um ligante do tipo β-diimina foi ancorado via ligação covalente nas diferentes argilas porosas, e os novos materiais heterogeneizados foram caracterizados por análise elementar de CHN, RMN de 29Si, adsorção e dessorção de N2 e TGA. A partir dos resultados de análise elementar, foi quantificado o conteúdo orgânico incorporado e, com base nestes dados, os materiais híbridos foram selecionados para a síntese dos complexos heterogeneizados de níquel. O percentual de metal nos materiais foi determinado por FAAS e posteriormente os mesmos foram testados como precursores catalíticos na reação de oligomerização do eteno. Também foi sintetizado o complexo homogêneo análogo aos heterogeneizados, e o mesmo foi testado como precursor catalítico nas mesmas condições reacionais, a fim de comparação. Foi possível constatar a influência da heterogeneização destes materiais na estabilidade térmica dos mesmos, bem como nos resultados de seletividade para os produtos de interesse. Além disso, ficou evidente o efeito de diferentes tipos de acessibilidade dos suportes nos resultados de frequência de rotação. O material que demonstrou melhor desempenho nas reações foi aquele cujo suporte inorgânico apresentava maior acessibilidade interpartículas. Finalmente, o precursor catalítico que se demonstrou mais promissor neste tipo de aplicação foi submetido a testes de reciclo, através dos quais foi possível sugerir, qualitativamente, a possibilidade de reutilização dos precursores catalíticos heterogeneizados.

From varied chemical modification strategies, in which synthesis parameters were evaluated, such as amount of water in the synthesis and the use of a neutral amine as a co-surfactant, different porous clays with distinct textural properties were synthesized. The new materials were characterized by techniques such as X ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA), N2 adsorption and desorption, 29Sinuclear magnetic resonance (CP-MAS-29Si NMR), flame atomic absorption spectroscopy (FAAS), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). After characterization, a β-diimine ligand was anchored via covalent bonding in the different porous clays, and the new heterogenized materials were characterized by elemental analysis of CHN, CP-MAS-29Si NMR, adsorption and desorption of N2 and TGA. From the results of the elementary analysis, the amount of organic content incorporated was determined and, based on these data, the hybrid materials were selected for the synthesis of the heterogeneous nickel complexes. The percentage of metal in the materials was determined by FAAS and subsequently, they were tested as catalytic precursors in the ethylene oligomerization reaction. The homogeneous complex analogous to the heterogenized was also synthesized, and it was tested as a catalytic precursor under the same reaction conditions, for comparison. It was possible to verify the influence of the heterogenization of these materials on their thermal stability, as well as on the selectivity results for the products of interest. Also, the effect of different types of media accessibility on turnover frequency results was evident. The material that showed the best performance in the reactions was the one whose inorganic support had greater interparticle accessibility. Finally, the catalytic precursor that proved to be the most promising in this type of application was subjected to recycling tests, through which it was possible to suggest, qualitatively, the possibility of reusing heterogeneous catalytic precursors.