Resumo Neste trabalho, zeólita ZSM-5 mesoestruturada foi preparada usando quitina como um novo auxiliar de síntese para produzir mesoporosidade. Foram utilizadas diferentes quantidades de quitina para a síntese de ZSM-5, a fim de verificar a sua influência na formação de mesoporos. Todas as amostras foram preparadas por processo hidrotérmico convencional. Para fins de comparação, a zeólita ZSM-5 também foi sintetizada sem a presença de quitina. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e isotermas de adsorção-dessorção de N2. Os resultados experimentais mostraram que o volume de mesoporos das amostras obtidas aumentou com a quantidade crescente de quitina na mistura reacional. Portanto, a quitina mostrou ser um auxiliar de síntese promissor para a obtenção da ZSM-5 com propriedade mesoporosa.

Abstract In this work, mesostructured ZSM-5 zeolite was prepared using chitin as a new template to produce mesoporosity. Different amounts of chitin were used for the synthesis of ZSM-5 in order to verify its influence on the formation of mesopores. All samples were prepared by conventional hydrothermal process. For comparison purposes, ZSM-5 zeolite has also been synthesized without a presence of chitin. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and N2 adsorption techniques. Experimental results showed that the mesopores volume of the obtained samples increased with increasing amount of chitin in the reaction mixture. Therefore, chitin showed to be a promising template for obtaining the ZSM-5 with mesoporous property.

Resumo Este trabalho objetivou a preparação da zeólita ZSM-5 suportada com nanopartículas de óxido de ferro para uso como catalisador na degradação de um poluente orgânico em solução aquosa a partir do processo foto-Fenton. A zeólita foi preparada usando gel nucleante como indutor de formação da estrutura tipo MFI. Nanopartículas de óxido de ferro foram suportadas sobre a zeólita através da técnica de impregnação incipiente. Além disso, nanopartículas de óxido de ferro foram preparadas para fins de comparação entre as atividades catalíticas na reação foto-Fenton. Os materiais produzidos foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise de adsorção/dessorção de nitrogênio. Os resultados revelaram a formação do sistema Fe2O3/ZSM-5 com propriedades intrínsecas que resultaram em satisfatória atividade catalítica, sendo superior ao óxido de ferro. Além disso, esse sistema apresentou excelente atividade e estabilidade após três ciclos de reuso. O material Fe2O3/ZSM-5 produzido neste trabalho apresenta-se como um catalisador promissor para uso na reação foto-Fenton para a degradação de poluentes orgânicos em soluções aquosas.

Abstract The aim of this work was to prepare ZSM-5 zeolite-supported iron oxide nanoparticles for use as a catalyst in the degradation of an organic pollutant in aqueous solution through the photo-Fenton process. ZSM-5 zeolite was prepared using nucleation gel to induce the formation of MFI-type structure. Iron oxide nanoparticles were supported on the zeolite by incipient wetness impregnation technique. Moreover, iron oxide nanoparticles were prepared for comparison purposes of the catalytic activities in photo-Fenton reaction. The produced materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and analysis of nitrogen adsorption-desorption isotherms. The results revealed the formation of Fe2O3/ZSM-5 system containing intrinsic properties that resulted in a satisfactory catalytic activity, higher than the iron oxide. In addition, the system presented excellent activity and stability after three reuse cycles. The Fe2O3/ZSM-5 system prepared in this work is a promising catalyst for use in photo-Fenton reaction for the degradation of organic pollutants in aqueous solutions.