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ORCID:  http://orcid.org/0009-0000-5099-7599
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Produção de hidrogênio a partir do ácido fórmico catalisada por complexos organometálicos de rutênio contendo iminopiridinas
Alternate title (s): Hydrogen production from formic acid catalyzed by ruthene organometallic complexes containing iminopyridines
Author: Cruz, Aline da Silva Xavier da
First Advisor: Bogado, André Luiz
First member of the Committee: Dinelli, Luís Rogério
Second member of the Committee: Novo, Lísias Pereira
Summary: O presente estudo investigou a produção de hidrogênio molecular (H₂) por meio da decomposição catalítica do ácido fórmico (AF), utilizando compostos organometálicos de rutênio (II) como pré-catalisadores. O objetivo geral foi desenvolver um processo eficiente para a geração de H₂, analisando a influência de diferentes ligantes N-N nos complexos catalíticos, quantificando o hidrogênio produzido e determinando parâmetros cinéticos e termodinâmicos de ativação das reações. Os resultados indicaram que o complexo Amp apresentou a maior eficiência catalítica, destacando-se por elevados valores de frequência de turnover (TOF) e velocidades de conversão, especialmente em temperaturas mais altas. Em contrapartida, substituintes volumosos, como no complexo Tbump, reduziram a atividade catalítica devido à inibição da aproximação do substrato. Os estudos cinéticos e termodinâmicos, realizados com base nos modelos de Arrhenius e Eyring, mostraram que o Amp possui maior energia de ativação (72,68 kJ mol⁻¹), mas também maior eficiência catalítica em temperaturas elevadas, enquanto o Diipmp apresentou desempenho intermediário. A presença de água no meio reacional foi testada apenas para o complexo Amp, resultando em menor eficiência catalítica. Já o complexo Diemp, avaliado exclusivamente a 90°C, apresentou desempenho promissor com valores elevados de TOF, sugerindo sua relevância em condições reacionais específicas. Concluiu-se que a decomposição do ácido fórmico com catalisadores de rutênio é uma estratégia viável para a produção de hidrogênio, com destaque para o complexo Amp. Este trabalho oferece subsídios para futuras investigações, especialmente sobre o uso do complexo Diemp em diferentes condições.
Abstract: This study explored the production of molecular hydrogen (H₂) through the catalytic decomposition of formic acid (AF) using ruthenium (II) organometallic compounds as precatalysts. The main goal was to develop an efficient process for hydrogen generation, analyzing the influence of various N-N ligands, quantifying hydrogen production, and determining the kinetic and thermodynamic activation parameters of the reactions. Results revealed that the Amp complex exhibited the highest catalytic efficiency, characterized by elevated turnover frequencies (TOF) and conversion rates, particularly at higher temperatures. In contrast, bulky substituents, as in the Tbump complex, reduced catalytic activity due to substrate approach inhibition. Kinetic and thermodynamic studies based on Arrhenius and Eyring models indicated that the Amp complex had a higher activation energy (72.68 kJ mol⁻¹) but superior catalytic efficiency at elevated temperatures, while Diipmp displayed intermediate performance. The influence of water in the reaction medium was tested only for the Amp complex, resulting in lower catalytic efficiency. The Diemp complex, evaluated exclusively at 90°C, showed promising performance with high TOF values, highlighting its potential under specific conditions. In conclusion, formic acid decomposition with ruthenium catalysts is a feasible approach for hydrogen production, with the Amp complex standing out. This study provides a foundation for future research, particularly on the use of the Diemp complex under varying conditions.
Keywords: Rutênio (II)
Ruthenium (II)
Catálise homogênea
Homogeneous Catalysis
Hidrogênio Molecular
Molecular Hydrogen
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: CRUZ, Aline da Silva Xavier da. Produção de hidrogênio a partir do ácido fórmico catalisada por complexos organometálicos de rutênio contendo iminopiridinas. 2024. 66 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química: Licenciatura) – Universidade Federal de Uberlândia, Ituiutaba, 2025.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45150
Date of defense: 13-Dec-2024
Appears in Collections:TCC - Química (Ituiutaba / Pontal)

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