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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo DFT em Pares de Lewis Frustrados (FLP) para a ativação de CO2
Autor: Oliveira, Antonio Rafael de
Primeiro orientador: Carneiro, José Walkimar de Mesquita
Resumo: A investigação apresentada neste trabalho de dissertação é importante para conhecer as propriedades e aspetos estruturais e eletrônicas de alguns sistemas que são de interesse em processos da captura de CO2 . A emissão de dióxido de carbono (CO2 ) na atmosfera, quando realizada em larga escala, é considerada como a mais séria causa de problemas ambientais a nível global. Devido à atual conscientização mundial em torno do assunto, os grandes setores poluidores responsáveis estão reduzindo as emissões mediante a captura de tais gases poluentes em especial o CO2 , normalmente realizada através da absorção do poluente em solventes específicos. Frente a isso, muitas pesquisas tem se concentrado em encontrar e aprimorar técnicas para tal proposito, dentre estas, a reatividade frustrada dos pares Lewis, é um dos conceitos importantes na química dos sistemas Frustrated Lewis Pairs (FLPs), dentro deste aspecto o mesmo tem atraído considerável atenção por parte dos químicos teóricos e experimentais. No entanto, a combinação de sistema e reatividade para ativação ou a captura de CO2 é amplamente explorada. Aqui, relatamos um estudo teórico funcional de densidade (DFT) utilizamos o funcional e o conjunto de base CAMB3LYP/6-311++G(d,p) sobre o processo de captura de CO2 promovido pelos sistemas do tipo FLP. Diferentes combinações B/N, B/P, Al/N e Al/P entre os pares ácido-base foram estruturados em sistema do tipo geminal e vicinal, cálculos realizados em fase gás e efeito de solvatação implícita com solvente água e solvente tolueno. No processo de captura de CO2 , grupos ligados ao centro ácido que tendem a torná-lo este centro mais ácido, podem contribuir para a formação do complexo FLP CO2 o sistema ser mais estável, e por outro lado grupos volumosos ligado a um dos centros contribuem para o impedimento estérico, dificultando assim a interação entre o centro ácido (AL) e centro básico (BL). Outros aspectos que investigamos foi a possibilidade de formação das estruturas de dímeros para os diferentes sistemas em estudo. Investigações adicionais relacionadas ao cálculos de distorção interação revelaram que a menor tensão, bem como a maior interação entre os reagentes FLP e CO2 distorcidos é mais significativa quando fortes grupos retiradores de elétrons estão presente no centro (AL), levando a menores barreiras de ativação em comparação com os grupos fracos retiradores de elétrons. Estas abordagens podem ser úteis para conceber novos sistemas FLP para a captura de CO2 .
Abstract: The research presented in this dissertation work is important to know the properties and structural and electronic aspects of some systems that are of interest in CO2 capture processes. capture of CO2. The emission of carbon dioxide (CO2 ) in the atmosphere, when done in large scale, is considered as the most serious cause of environmental problems globally. Due to the current global awareness of the issue, the major polluting sectors responsible are reducing emissions by are reducing emissions by capturing these pollutants, especially CO2 , usually done by absorbing the pollutant in specific solvents. In light of this, much research has focused on finding and improving techniques for such a purpose, among which, frustrated Lewis pair reactivity, one of the important concepts in the chemistry of Frustrated Lewis Pairs (FLPs) systems, has attracted considerable attention from both theoretical and experimental chemists. However, the combination of system and reactivity for activation or the capture of CO2 is widely explored. Here, we report a density functional theory (DFT) study using the functional and the CAMB3LYP/6-311++G(d,p) basis set on the CO2 capture process promoted by FLP-type systems. Different combinations B/N, B/P, Al/N and Al/P between the acid-base pairs were structured in geminal and vicinal type system, calculations performed in gas phase and solvation effect solvation effect with water solvent and toluene solvent. In the CO2 capture process, groups attached to the acidic center that tend to make this center more acidic, can contribute to the formation the system to be more stable, and on the other hand bulky groups attached to one of the one of the centers contribute to the steric hindrance, thus hindering the interaction between the acidic center (AL) and basic center (BL). Other aspects that we investigated was the possibility formation of dimer structures for the different systems under study. Further investigations related to the distortion interaction calculations revealed that the lowest stress as well as the highest as well as the higher interaction between the distorted FLP and CO2 reactants is more significant when strong electron-withdrawing groups are present in the center (AL), leading to lower activation barriers activation barriers compared to weak electron-withdrawing groups. These approaches may be useful for designing new FLP systems for CO2 capture.
Palavras-chave: Pares de Lewis Frustrados
Par ácido-base
Captura de CO2
Dímeros
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Piauí
Sigla da instituição: UESPI
Departamento: Centro de Ciências da Natureza
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: OLIVEIRA, Antonio Rafael de. Estudo DFT em Pares de Lewis Frustrados (FLP) para a ativação de CO2. 2021. 72 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Estadual do Piauí, Teresina, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/300
Data de defesa: 25-May-2021
Appears in Collections:Mestrado em Química

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