Síntese de catalisadores heterogêneos ácidos bifuncionais para conversão de carboidratos em 5-Hidroximetil Furfural

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luza, Carlos Leonardo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124695
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Wagner Alves Carvalho
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spelling Síntese de catalisadores heterogêneos ácidos bifuncionais para conversão de carboidratos em 5-Hidroximetil FurfuralPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABC5-HMFCATALISADORESÁCIDOS BIFUNCIONAISCONVERSÃO DE CARBOIDRATOSBIFUNCTIONAL ACIDCATALYSTSCARBOHYDRATE CONVERSIONOrientador: Prof. Dr. Wagner Alves CarvalhoCoorientadora: Profa. Dra. Simoni Margareti Plentz MeneghettiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, Santo André, 2022.Dentre os resíduos mais comuns temos a biomassa lignocelulósica, composta por diferentes carboidratos, que podem ser convertidos em moléculas de plataforma. Dentre os produtos de plataforma, grande destaque é dado ao 5-Hidroximetilfurfural (5-HMF) devido à sua aplicabilidade em diversos meios industriais, biocombustível, aditivo de combustível, insumos químicos, etc. No presente trabalho, foi feita a síntese de catalisadores heterogêneos ácidos bifuncionais baseados em lignina Kraft, subproduto da indústria do papel e celulose. Foram inseridos nesses catalisadores grupos ácidos de Brønsted, através de carbonização hidrotérmica in situ a 180°C por 6 horas com proporção de 1:6 entre o precursor:H2SO4, e de Lewis através de impregnação úmida, com soluções de cloreto de estanho (IV) em diferentes concentrações 3 ,9 e 20% , seguida de tratamento térmico em forno tubular a 300°C por 4 horas. Os materiais obtidos foram caracterizados pelas análises de Boehm, TGA, FTIR, DRX, Raman, MEV, EDS, XPS e Fisissorção. As caracterizações demonstraram que os sítios catalíticos foram inseridos, havendo uma diferença na quantidade de sítios ácidos de Brønsted antes e depois do tratamento térmico ( 6,4 mmol/g para o carvão base e 6,03 mmol/g para o carvão modificado). Também foram testados nas reações de conversão de frutose e glicose em 5-HMF, com aquecimento convencional de 100 e 180°C, respectivamente, ambos por 1h. Os produtos obtidos foram detectados e quantificados com auxílio de um HPLC, onde foi possível verificar a conversão de aproximadamente 60% para frutose e 80% para a glicose, tendo sido formando em ambos os casos 5-HMF atestando a efetividade das técnicas de síntese empregadas.Among the most common residues we have lignocellulosic biomass, composed of different carbohydrates, which can be converted into platform compounds. Among the platform products, great emphasis is given to 5-Hydroximethylfurfural (5-HMF) due to applicability in various industrial environments, biofuel, fuel additive, chemical inputs, etc. In the present work, the synthesis of heterogeneous bifunctional acid catalysts based on Kraft lignin, a by-product of the pulp and paper industry, was made. Brønsted acid groups were inserted into these catalysts, through in situ hydrothermal carbonization at 180°C for 6 hours with a 1:6 ratio between precursor:H2SO4, and Lewis groups through wet impregnation, with tin chloride solutions (IV) in different concentrations 3, 9 and 20%, followed by heat treatment in a tubular oven at 300°C for 4 hours. The obtained materials were characterized by Boehm Method, TGA, FTIR, XRD, Raman, SEM, EDX, XPS and Physisorption analyses. The characterizations demonstrated that the catalytic sites were inserted, with a difference in the amount of Bronsted acid sites before and after the thermal treatment (6,4 mmol/g for base charcoal and 6,03 mmol/g for modified charcoal). They were also tested in the reactions of conversion of fructose and glucose into 5-HMF, with conventional heating of 100 and 180°C, respectively, both for 1h under stirring. The products obtained were detected and quantified with the support of a HPLC, where it was possible to verify the conversion of approximately 60% to fructose and 80% to glucose, in both cases forming 5-HMF, attesting to the effectiveness of the synthesis techniques employed.Carvalho, Wagner AlvesMeneghetti, Simoni Margareti PlentzMeili, LucasHomem-de-Mello, PaulaLuza, Carlos Leonardo2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf73 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124695http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124695&midiaext=80955Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=124695porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-08-17T08:50:55Zoai:BDTD:124695Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-08-17T08:50:55Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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