Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mantovani, Michelle
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Wagner Alves Carvalho
id UFBC_177f01f3d9529eae0681dec63ba677fa
oai_identifier_str oai:BDTD:105707
network_acronym_str UFBC
network_name_str Repositório Institucional da UFABC
repository_id_str
spelling Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutoseQUÍMICA VERDECATÁLISE HETEROGÊNEACarvãoGREEN CHEMISTRYHETEROGENEOUS CATALYSISCARBONPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientador: Prof. Dr. Wagner Alves CarvalhoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017.Foram preparados e caracterizados carvões ácidos para aplicação como catalisadores em reações com diferentes condições reacionais, sendo o principal objetivo do trabalho, utilizar os carvões preparados como catalisadores na acetalização e eterificação do glicerol e desidratação de frutose com as condições mais brandas possíveis. Os carvões foram preparados por meio da carbonização e sulfonação in situ, utilizando glicerina (subproduto da produção de biodiesel) e glicerol como precursores, em presença de ácido sulfúrico em diferentes proporções (mprecursor:mácido) com aquecimento a 180°C por diferentes tempos. Pela caracterização dos materiais, verificou-se que o enxofre incorporado ao precursor utilizado se apresenta tanto na estrutura interna, quanto na superfície dos materiais por meio de grupos sulfurados promovendo as características ácidas juntamente com outros grupos funcionais, como ácidos carboxílicos e grupos fenólicos. A atividade catalítica dos carvões foi avaliada, obtendo-se elevado rendimento tanto para os produtos da acetalização do glicerol a temperatura ambiente quanto para os produtos da eterificação do glicerol a 120°C. Na reação de desidratação de frutose a conversão foi elevada, alcançando 69% em 2 h de reação com 71% de seletividade para o 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente. Já utilizando N,N-dimetilformamida (DMF) foi obtido 22% de conversão de frutose com 40% de seletividade para o 5-HMF em 2 h de reação. Os carvões apresentaram grupos funcionais superficiais estáveis, não ocorrendo lixiviação no meio reacional, porém, foi observada a desativação dos mesmos na desidratação de frutose em DMF. O uso de DMSO como solvente permitiu a reutilização do carvão em três reações consecutivas de desidratação da frutose. Ainda, por meio dos resultados obtidos nas caracterizações e avaliações de atividade catalítica, verificou-se que não há diferenças significativas entre os carvões preparados com os diferentes precursores utilizados, obtendo-se valores de conversão de frutose e seletividade para o 5-HMF em aproximadamente 70% para todos os carvões, com variações dependendo da densidade de grupos ácidos totais presentes na superfície do catalisador. Desta forma, o uso da glicerina proveniente da produção de biodiesel como precursor para a preparação de carvões com propriedades ácidas é viável, agregando valor a este subproduto.Acidic carbons were prepared and characterized for utilization as catalysts in acetalization and etherification of glycerol and dehydration of fructose under conditions as mild as possible. The carbons were prepared by carbonization and sulfonation in situ, using glycerin (by-product from biodiesel production) and glycerol as precursors, with sulfuric acid in different weight ratios with heating at 180°C for different times. Characterization of materials showed that the sulfur incorporated into the precursor is presented both in the internal structure and on the surface of the materials by means of sulfurized groups promoting acidic characteristics together with other functional groups, such as carboxylic acids and phenolic groups. The catalytic activity was evaluated obtaining high yield both for the products of acetalization of glycerol at room temperature and etherification of glycerol at 120°C. In fructose dehydration, conversion as high as 69% was obtained in 2 h of reaction with 71% selectivity for 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) using dimethyl sulfoxide (DMSO) as solvent. While using N,N-dimethylformamide (DMF) 22% fructose conversion was obtained with 40% selectivity for 5-HMF in 2 h of reaction. The carbons showed stable surface functional groups, since leaching does not occur in the reaction medium, however, deactivation of surface functional groups was observed in the dehydration of fructose using DMF. The use of DMSO as solvent allowed the reuse of the carbon for three consecutive fructose dehydration reactions. Also, the results obtained from characterization of the carbons and the evaluation of catalytic activity showed that there are no significant differences between the carbons prepared from different precursors, obtaining about 70% fructose conversion and selectivity for 5-HMF using any carbon prepared, with variations depending on the density of total acid groups present on the catalyst surface. Therefore, the use of glycerin, a by-product from biodiesel production, as precursor for the preparation of carbons with acidic properties is feasible, adding value to this by-product.Carvalho, Wagner AlvesBartoloni, Fernando HeeringAraújo, Geórgia Christina LabutoMantovani, Michelle2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf91 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707&midiaext=74117http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707&midiaext=74116Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=105707porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-02-11T19:27:11Zoai:BDTD:105707Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2020-02-11T19:27:11Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
dc.title.none.fl_str_mv Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
title Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
spellingShingle Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
Mantovani, Michelle
QUÍMICA VERDE
CATÁLISE HETEROGÊNEA
Carvão
GREEN CHEMISTRY
HETEROGENEOUS CATALYSIS
CARBON
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
title_short Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
title_full Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
title_fullStr Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
title_full_unstemmed Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
title_sort Carvões ácidos obtidos a partir de resíduo de biodiesel para utilização como catalisador na conversão de glicerol e de frutose
author Mantovani, Michelle
author_facet Mantovani, Michelle
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Carvalho, Wagner Alves
Bartoloni, Fernando Heering
Araújo, Geórgia Christina Labuto
dc.contributor.author.fl_str_mv Mantovani, Michelle
dc.subject.por.fl_str_mv QUÍMICA VERDE
CATÁLISE HETEROGÊNEA
Carvão
GREEN CHEMISTRY
HETEROGENEOUS CATALYSIS
CARBON
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
topic QUÍMICA VERDE
CATÁLISE HETEROGÊNEA
Carvão
GREEN CHEMISTRY
HETEROGENEOUS CATALYSIS
CARBON
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC
description Orientador: Prof. Dr. Wagner Alves Carvalho
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707
url http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707&midiaext=74117
http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105707&midiaext=74116
Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=105707
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
91 f. : il.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFABC
instname:Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
instname_str Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron_str UFABC
institution UFABC
reponame_str Repositório Institucional da UFABC
collection Repositório Institucional da UFABC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801502098716622848

Registros relacionados