Catalisadores de argila bentonítica Na35 para produção de biodiesel
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3029 |
Resumo: | Devido aos problemas energéticos e ambientais tem sido intensificada a busca de fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa, considerada uma fonte renovável de energia, pode ser utilizada na produção de biocombustíveis. O biodiesel é um biocombustível que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, por reação de transesterificação dos triacilglicerídeos, com metanol em presença de um catalisador, homogêneo ou heterogêneo. Os catalisadores heterogêneos possuem algumas vantagens, tais como: fácil recuperação após reação de transesterificação, perspectiva para reutilização e redução de etapas de purificação. Porém, para uma elevada taxa de conversão necessita de uma maior temperatura e maior tempo reacional, em relação a catálise homogênea. Neste caso, vários catalisadores heterogêneos têm sido investigados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar modificações químicas em bentonita Na35 (ativação ácida e pilarização) visando à sua utilização no processo de clarificação de óleos residuais e na produção de biodiesel. As amostras de argila natural e ativada, com ácido fosfórico e nítrico, foram caracterizadas por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial de varredura (DSC), isotermas de N2 adsorção/dessorção pelo modelo BET-BJH, microscopia eletrônica de varredura (MEV/FEG-EDS) e difração de raios X (DRX). Pela análise de DRX e MEV/FEG-EDS verificou-se que a ativação ácida ocasionou modificação estrutural na argila. O processo de ativação ácida da argila bentonita Na35 e a pilarização alteraram as suas propriedades estruturais resultando no aumento de volume de poros, elevação da área superficial especifica modificação no tamanho dos poros e sítios ácidos. Posteriormente, estes catalisadores foram utilizados na obtenção de biodiesel por catálise heterogênea. O biodiesel obtido, caracterizado por RMN de 1H, apresentou taxa de conversão em ésteres metílicos de ácidos graxos superior a 96,5%. Mostrando assim a eficiência dos catalisadores de bentonita Na35 pilarizadas na produção de biodiesel. |
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Catalisadores de argila bentonítica Na35 para produção de biodiesel. 2018. Dissertação (Mestrado em Bioenergia) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2018.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3029Devido aos problemas energéticos e ambientais tem sido intensificada a busca de fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa, considerada uma fonte renovável de energia, pode ser utilizada na produção de biocombustíveis. O biodiesel é um biocombustível que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, por reação de transesterificação dos triacilglicerídeos, com metanol em presença de um catalisador, homogêneo ou heterogêneo. Os catalisadores heterogêneos possuem algumas vantagens, tais como: fácil recuperação após reação de transesterificação, perspectiva para reutilização e redução de etapas de purificação. Porém, para uma elevada taxa de conversão necessita de uma maior temperatura e maior tempo reacional, em relação a catálise homogênea. Neste caso, vários catalisadores heterogêneos têm sido investigados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar modificações químicas em bentonita Na35 (ativação ácida e pilarização) visando à sua utilização no processo de clarificação de óleos residuais e na produção de biodiesel. As amostras de argila natural e ativada, com ácido fosfórico e nítrico, foram caracterizadas por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial de varredura (DSC), isotermas de N2 adsorção/dessorção pelo modelo BET-BJH, microscopia eletrônica de varredura (MEV/FEG-EDS) e difração de raios X (DRX). Pela análise de DRX e MEV/FEG-EDS verificou-se que a ativação ácida ocasionou modificação estrutural na argila. O processo de ativação ácida da argila bentonita Na35 e a pilarização alteraram as suas propriedades estruturais resultando no aumento de volume de poros, elevação da área superficial especifica modificação no tamanho dos poros e sítios ácidos. Posteriormente, estes catalisadores foram utilizados na obtenção de biodiesel por catálise heterogênea. O biodiesel obtido, caracterizado por RMN de 1H, apresentou taxa de conversão em ésteres metílicos de ácidos graxos superior a 96,5%. Mostrando assim a eficiência dos catalisadores de bentonita Na35 pilarizadas na produção de biodiesel.The search for alternative and renewable sources of energy has been intensified due to energy and environmental problems. Biomass is considered a renewable source of energy and can be used to produce biofuels. Biodiesel is a biofuel that can be made of vegetable oils, through the transesterification reaction of triacylglycerides with methanol in the presence of either a homogeneous or heterogeneous catalyst. Heterogeneous catalysts present some advantages, such as: easy recovery after the transesterification reaction, potential to reuse and reduction in the purification steps. However, for a high conversion rate, higher temperature and longer reaction time are required when compared to the homogeneous catalysis. For this reason, many heterogeneous catalysts have been investigated. Therefore, this study proposed the chemical modification of Na35 bentonite clay (acid activation and pillarization) aiming at using it in the processes of residual oil clarification and biodiesel production. Samples of natural and activated clays with nitric acid and phosphoric acid were characterized using thermogravimetric and differential scanning calorimetric (TG/DSC), isotherms of N2 absorption/desorption and BET-BJH models, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The XRD and SEM analysis showed that the acid activation provoked structural changes in the clay. The process of acid activation of bentonite Na35 clay and pillarization altered its structural properties resulting in an increase in pore volume and acid sites, increasing the specific superficial area and pore size. Next, these catalysts were used to obtain biodiesel through heterogeneous catalysis. The biodiesel obtained was characterized through RMN 1H and presented over 96.5% conversion rate in fatty acids methyl esters, showing the efficiency of pillared Na35 bentonite catalysts in the production of biodiesel.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2020-03-03T17:24:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Daniel Sena Marins.pdf: 3133361 bytes, checksum: fdef76f2d3c6a7466b2aa4cf397b3361 (MD5)Made available in DSpace on 2020-03-03T17:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Daniel Sena Marins.pdf: 3133361 bytes, checksum: fdef76f2d3c6a7466b2aa4cf397b3361 (MD5) Previous issue date: 2018-04-04Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Estadual de Ponta GrossaPrograma de Pós-Graduação em BioenergiaUEPGBrasilSetor de Ciências Agrárias e TecnologiaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS AGRARIASativação ácidapilarizaçãosítios ácidosacid activationpillarizationacid sitesCatalisadores de argila bentonítica Na35 para produção de biodieselinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPGinstname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)instacron:UEPGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3029/3/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3029/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALDaniel Sena Marins.pdfDaniel Sena Marins.pdfdissertação completa em pdfapplication/pdf3133361http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3029/1/Daniel%20Sena%20Marins.pdffdef76f2d3c6a7466b2aa4cf397b3361MD51prefix/30292020-03-03 14:24:32.42oai:tede2.uepg.br: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede2.uepg.br/jspui/PUBhttp://tede2.uepg.br/oai/requestbicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.bropendoar:2020-03-03T17:24:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)false |
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Antunes, Sandra Regina Masetto Weirich Neto, Pedro Henrique Chinelatto, Adriana Scoton Antonio Maia, Guilherme Arielo Rodrigues |
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS ativação ácida pilarização sítios ácidos acid activation pillarization acid sites |
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Devido aos problemas energéticos e ambientais tem sido intensificada a busca de fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa, considerada uma fonte renovável de energia, pode ser utilizada na produção de biocombustíveis. O biodiesel é um biocombustível que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, por reação de transesterificação dos triacilglicerídeos, com metanol em presença de um catalisador, homogêneo ou heterogêneo. Os catalisadores heterogêneos possuem algumas vantagens, tais como: fácil recuperação após reação de transesterificação, perspectiva para reutilização e redução de etapas de purificação. Porém, para uma elevada taxa de conversão necessita de uma maior temperatura e maior tempo reacional, em relação a catálise homogênea. Neste caso, vários catalisadores heterogêneos têm sido investigados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar modificações químicas em bentonita Na35 (ativação ácida e pilarização) visando à sua utilização no processo de clarificação de óleos residuais e na produção de biodiesel. As amostras de argila natural e ativada, com ácido fosfórico e nítrico, foram caracterizadas por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial de varredura (DSC), isotermas de N2 adsorção/dessorção pelo modelo BET-BJH, microscopia eletrônica de varredura (MEV/FEG-EDS) e difração de raios X (DRX). Pela análise de DRX e MEV/FEG-EDS verificou-se que a ativação ácida ocasionou modificação estrutural na argila. O processo de ativação ácida da argila bentonita Na35 e a pilarização alteraram as suas propriedades estruturais resultando no aumento de volume de poros, elevação da área superficial especifica modificação no tamanho dos poros e sítios ácidos. Posteriormente, estes catalisadores foram utilizados na obtenção de biodiesel por catálise heterogênea. O biodiesel obtido, caracterizado por RMN de 1H, apresentou taxa de conversão em ésteres metílicos de ácidos graxos superior a 96,5%. Mostrando assim a eficiência dos catalisadores de bentonita Na35 pilarizadas na produção de biodiesel. |
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