Catalisadores ácidos de carbono na reação do 5-(hidroximetil)furfural

• Autor(a) principal: Veiga, Jacinto Moreira da
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/12184
• topic: Engenharia química; Biomassa; Catálise; Furfural

Os ésteres do ácido levulínico (EAL) podem ser utilizados como aditivos ou intermediários para (bio) combustíveis, aromatizantes, entre outras aplicações. Os EAL podem ser sintetizados a partir da reação do 5-(hidroximetil)-2-furfural (HMF) com álcoois alifáticos, na presença de catalisadores ácidos. Por sua vez, o HMF, considerado um “produto químico plataforma” (pode ser usado como intermediário na produção de uma vasta gama de compostos químicos), é sintetizado a partir de carboidratos através de uma série de reações químicas. Esta forma de valorização da biomassa vegetal insere-se no conceito da Biorefinaria e nos objetivos de investigação do laboratório associado CICECO. Estudou-se a reação do HMF com etanol, na presença de catalisadores ácidos à base de carbono. Numa primeira fase, o trabalho centrou-se na análise da literatura disponível sobre vias catalíticas de conversão de carboidratos à base de hexoses (ou intermediários) em bio-ésteres (ex. EAL), e identificar requisitos importantes para os catalisadores a utilizar nestes sistemas reacionais. Seguidamente, prepararam-se catalisadores sólidos através de tratamentos ácidos aplicados a diferentes precursores de carbono; nomeadamente do óxido de grafeno parcialmente reduzido (S-OGR), nanotubos de carbono (S-NTCs) e negro de fumo (S-CB). Para efeitos comparativos, testaram-se compostos lenhossulfonatos (LSF e LSG) como catalisadores homogéneos; trata-se de compostos provenientes de um processo de cozimento ao sulfito ácido. Os catalisadores foram testados na reação do HMF com etanol, em reatores descontínuos a 110-140 ºC. Dos catalisadores testados, o S-OGR exibiu o melhor desempenho catalítico; este também foi superior ao da resina comercial AmberlystTM-15 que contém maior quantidade de grupos ácidos (fortes). Em suma, o S-OGR apresentou maior estabilidade catalítica. Estes resultados foram explicados com base em estudos de caracterização dos catalisadores.