Ácido acético a partir de etanol na ausência de O2 sobre catalisadores de Cu, ZnO, ZrO2 e Al2O3

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonzalez, Guilherme Goulart
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18913
Resumo: O consumo de etanol oriundo de biomassa cresce a cada dia em todo o mundo. Além de sua utilização no setor de combustíveis, etanol pode ser usado como insumo industrial por ser uma molécula plataforma capaz gerar compostos drop-in. Devido ao volume de produção crescente e, principalmente, a possibilidade de investimentos em tecnologia que venham a promover a queda do preço de produção deste álcool, acredita-se que, no futuro, alguns processos químicos possam ser substituídos por outros que utilizem etanol como matéria prima. Um desses produtos é o ácido acético, que tem grande destaque na indústria química devido as suas inúmeras e relevantes aplicações. Catalisadores à base de Cu, ZnO, ZrO2 e Al2O3 foram estudados para a reação de geração de ácido acético a partir do etanol, utilizando água como agente oxidante. Foram realizadas análises de FRX, fisissorção de N2, DRX, TPR, determinação de área metálica de cobre utilizando N2O, XPS, TPD de H2O e TPD de etanol. Verificou-se que catalisadores cujos precursores apresentam a auricalcita são capazes de gerar sítios de maior interação entre Cu/ZnO, que são mais ativos na dissociação da água e na oxidação do acetaldeído. Enquanto isso, a presença de ZrO2 e Al2O3 parece tornar estes sistemas menos ativos na citada dissociação. Os catalisadores contendo ZrO2 também geraram acetona, e devido às suas propriedades ácido/básicas, estes sistemas catalíticos sejam capazes de produzir ácido acético, possivelmente, por outro caminho reacional, sendo tão eficiente quanto os catalisadores contendo ZnO.
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spelling Ácido acético a partir de etanol na ausência de O2 sobre catalisadores de Cu, ZnO, ZrO2 e Al2O3Acetic acid from ethanol in absence of O2 over Cu, ZnO, ZrO2, Al2O3 catalystsEthanolAcetic acidWater dissociationMethanol synthesisCatalisadoresÁlcoolÁcido acéticoEtanolDissociação de águaCuCu/ZnO/Al2O3Síntese do metanolENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAO consumo de etanol oriundo de biomassa cresce a cada dia em todo o mundo. Além de sua utilização no setor de combustíveis, etanol pode ser usado como insumo industrial por ser uma molécula plataforma capaz gerar compostos drop-in. Devido ao volume de produção crescente e, principalmente, a possibilidade de investimentos em tecnologia que venham a promover a queda do preço de produção deste álcool, acredita-se que, no futuro, alguns processos químicos possam ser substituídos por outros que utilizem etanol como matéria prima. Um desses produtos é o ácido acético, que tem grande destaque na indústria química devido as suas inúmeras e relevantes aplicações. Catalisadores à base de Cu, ZnO, ZrO2 e Al2O3 foram estudados para a reação de geração de ácido acético a partir do etanol, utilizando água como agente oxidante. Foram realizadas análises de FRX, fisissorção de N2, DRX, TPR, determinação de área metálica de cobre utilizando N2O, XPS, TPD de H2O e TPD de etanol. Verificou-se que catalisadores cujos precursores apresentam a auricalcita são capazes de gerar sítios de maior interação entre Cu/ZnO, que são mais ativos na dissociação da água e na oxidação do acetaldeído. Enquanto isso, a presença de ZrO2 e Al2O3 parece tornar estes sistemas menos ativos na citada dissociação. Os catalisadores contendo ZrO2 também geraram acetona, e devido às suas propriedades ácido/básicas, estes sistemas catalíticos sejam capazes de produzir ácido acético, possivelmente, por outro caminho reacional, sendo tão eficiente quanto os catalisadores contendo ZnO.Ethanol from biomass consumption increases everyday all around the world. Besides its utilization in fuel sector, ethanol can be used as an industrial input for being a platform molecule, being able to generate drop-in chemicals. Due its growing production volume and the possibility of investing in new technologies that may promote decay in this alcohol production costs, probably in the future some processes could be replaced by others using ethanol as feedstock. One of these products is acetic acid, which is a well known chemical intermediate that has lots of relevant applications. Catalysts containing Cu, ZnO, ZrO2 and Al2O3 were studied for the reaction of acetic acid synthesis using water as an oxidation agent. Catalysts were characterized through analysis like XRF, N2 physisorption, XRD, TPR, Cu metallic surface area determination using N2O, XPS, TPD H2O and TPD ethanol. Precursors that had aurichalcite phase formed catalysts containing interacting Cu/ZnO sites which are more active in both water dissociation and acetaldehyde oxidation reactions. Meanwhile, ZrO2 and Al2O3 presence seems to make these systems less active for water dissociation. ZrO2 catalysts generate acetone as well, and due to its acid/base properties, it is possible for these systems to generate acetic acid by another reaction path which makes them as efficient as ZnO catalysts.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de QuímicaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaZotin, Fátima Maria Zanonhttp://lattes.cnpq.br/2398224913573093Appel, Lucia Gorenstinhttp://lattes.cnpq.br/0171183220606416Henriques, Cristiane Assumpçãohttp://lattes.cnpq.br/8669668633454299Rabello, Carlos René Klotzhttp://lattes.cnpq.br/0876810882404934Gaspar, Alexandre Barroshttp://lattes.cnpq.br/1049735133222758Gonzalez, Guilherme Goulart2023-01-19T12:13:36Z2017-06-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGONZALEZ, Guilherme Goulart. Ácido acético a partir de etanol na ausência de O2 sobre catalisadores de Cu, ZnO, ZrO2 e Al2O3. 2017. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Faculdade de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18913porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:35:58Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/18913Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:35:58Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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