Síntese por reação de combustão de catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com alumínio para a produção de biodiesel.
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14031 |
Resumo: | O aquecimento global e outros problemas ambientais tem despertado o interesse pelo desenvolvimento de combustíveis limpos e renováveis. Dentro desse contexto, o biodiesel tem sido largamente estudado, novas rotas, catalisadores empregados, matérias-primas, processos etc. O desenvolvimento de sistemas catalíticos heterogêneos para produção de biodiesel tem tido grande interesse mundial por inúmeros fatores ambientais, econômicos e etc. Contudo, a conversão alcançada por sistemas heterogêneos são inferiores aos sistemas homogêneos. Assim, no presente trabalho foram sintetizados por reação de combustão catalisadores à base de óxido ferrosos do tipo Fe2-xAlxO3 dopados com alumínio para produção de biodiesel pelos processos de transesterificação, esterificação e interesterificação. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X, análise granulométrica, análise textural, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva, teor de carbono, análise termogravimétrica e medidas magnéticas. Os catalisadores foram submetidos às reações de transesteritificação e interesterificação do óleo de soja e esterificação do ácido oleico com variação da razão molar. A síntese por reação de combustão foi monitorada quanto ao tempo e temperatura alcançadas. A reação por combustão foi efetiva no consumo dos reagentes, mostrando-se reprodutível, prática e rápida para sintetizar catalisadores nanoestruturados magnéticos com possibilidade de produção de pós em escala industrial. Os catalisadores foram efetivos na transesterificação alcançando conversões de até 96% em ésteres metílicos (biodiesel). Nas reações de interesterificação com acetato de metila alcançou conversões de até 92% em biodiesel com o diferencial de ser uma reação isenta de formação de glicerina. No processo de esterificação usando parâmetros brandos de reação as maiores conversões alcançadas foram de 78%. Assim, os catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com concentração de 1 e 1,5 moles de Al+3 apresentaram grande potencial de aplicação industrial na produção de biodiesel. |
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Síntese por reação de combustão de catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com alumínio para a produção de biodiesel.Synthesis by combustion reaction of catalysts based on ferrous oxides doped with aluminum for the production of biodiesel.Óxidos Ferrosos Dopados - Combustão de CatalisadoresCatalisador MagnéticoProdução de BiodieselSistemas Catalíticos - Heterogêneos e HomogêneosCatalisadores - Óxidos Ferrosos Dopados - BiodieselCombustíveis Limpos e Renováveis - BiodieselDoped Ferrous Oxides - Combustion of CatalystsMagnetic CatalystBiodiesel ProductionCatalytic Systems - Heterogeneous and HomogeneousCatalysts - Doped Ferrous Oxides - BiodieselClean and Renewable Fuels - BiodieselEngenharia de Materiais e MetalúrgicaO aquecimento global e outros problemas ambientais tem despertado o interesse pelo desenvolvimento de combustíveis limpos e renováveis. Dentro desse contexto, o biodiesel tem sido largamente estudado, novas rotas, catalisadores empregados, matérias-primas, processos etc. O desenvolvimento de sistemas catalíticos heterogêneos para produção de biodiesel tem tido grande interesse mundial por inúmeros fatores ambientais, econômicos e etc. Contudo, a conversão alcançada por sistemas heterogêneos são inferiores aos sistemas homogêneos. Assim, no presente trabalho foram sintetizados por reação de combustão catalisadores à base de óxido ferrosos do tipo Fe2-xAlxO3 dopados com alumínio para produção de biodiesel pelos processos de transesterificação, esterificação e interesterificação. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X, análise granulométrica, análise textural, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva, teor de carbono, análise termogravimétrica e medidas magnéticas. Os catalisadores foram submetidos às reações de transesteritificação e interesterificação do óleo de soja e esterificação do ácido oleico com variação da razão molar. A síntese por reação de combustão foi monitorada quanto ao tempo e temperatura alcançadas. A reação por combustão foi efetiva no consumo dos reagentes, mostrando-se reprodutível, prática e rápida para sintetizar catalisadores nanoestruturados magnéticos com possibilidade de produção de pós em escala industrial. Os catalisadores foram efetivos na transesterificação alcançando conversões de até 96% em ésteres metílicos (biodiesel). Nas reações de interesterificação com acetato de metila alcançou conversões de até 92% em biodiesel com o diferencial de ser uma reação isenta de formação de glicerina. No processo de esterificação usando parâmetros brandos de reação as maiores conversões alcançadas foram de 78%. Assim, os catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com concentração de 1 e 1,5 moles de Al+3 apresentaram grande potencial de aplicação industrial na produção de biodiesel.Global warming and other environmental problems have raised concerns and the interest for the development of clean and renewable fuels. Within the context, biodiesel has been extensively studied, new routes, used catalysts, raw materials, processes etc. The development of heterogeneous catalytic systems for biodiesel production has been worldwide interest for innumerable factors such as environmental, economic and etc., however, the conversion heterogeneous systems are inferior to homogeneous systems. Thus, in the present work, catalysts based on ferrous oxide of the Fe2-xAlxO3 type were synthesized by combustion with aluminum for the production of biodiesel the by the processes of transesterification, esterification and inter-esterification. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, particle size analysis, textural analysis, scanning electron microscopy, Xray fluorescence spectroscopy by dispersive energy, carbon content, thermogravimetric analysis and magnetic property analysis. The catalysts were subjected to transesterification and interesterification reactions of soybean oil and esterification of oleic acid with variation of the molar ratio. The synthesis by combustion reaction was monitored with the time and temperature reached. The reaction by combustion was effective non-reagent consumption, showing reproducibility, practicability and a fast method to synthesize nanostructured magnetic catalysts with the possibility of production of the powder at industrial scale. The catalysts were effective in the transesterification, reaching a conversion of up to 96% in methyl esters (biodiesel). In the interesterification reactions with methyl acetate it reached conversions of up to 92% in biodiesel with the differential of being a reaction free of formation of glycerin. In the esterification process using mild reaction ranges as the highest conversions were 78%. Thus, the catalysts based on ferrous oxides doped with a concentration of 1 and 1.5 moles of Al+3 presented great potential of industrial production in the production of biodiesel.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGCOSTA, Ana Cristina Figueiredo de Melo.COSTA, A. C. F. M.http://lattes.cnpq.br/6309225172752964VIEIRA, Lucianna da Gama Fernandes.FARIAS, Ana Flávia Felix.OLIVEIRA, Djane de Fátima.PEREIRA, Kleberson Ricardo de Oliveira.FEITOSA, Alex Cavalcanti.2017-02-232020-08-12T18:54:11Z2020-08-122020-08-12T18:54:11Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14031FEITOSA, A. C. Síntese por reação de combustão de catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com alumínio para a produção de biodiesel. 2017. 126 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14031porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-19T12:13:12Zoai:localhost:riufcg/14031Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-19T12:13:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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O aquecimento global e outros problemas ambientais tem despertado o interesse pelo desenvolvimento de combustíveis limpos e renováveis. Dentro desse contexto, o biodiesel tem sido largamente estudado, novas rotas, catalisadores empregados, matérias-primas, processos etc. O desenvolvimento de sistemas catalíticos heterogêneos para produção de biodiesel tem tido grande interesse mundial por inúmeros fatores ambientais, econômicos e etc. Contudo, a conversão alcançada por sistemas heterogêneos são inferiores aos sistemas homogêneos. Assim, no presente trabalho foram sintetizados por reação de combustão catalisadores à base de óxido ferrosos do tipo Fe2-xAlxO3 dopados com alumínio para produção de biodiesel pelos processos de transesterificação, esterificação e interesterificação. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X, análise granulométrica, análise textural, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva, teor de carbono, análise termogravimétrica e medidas magnéticas. Os catalisadores foram submetidos às reações de transesteritificação e interesterificação do óleo de soja e esterificação do ácido oleico com variação da razão molar. A síntese por reação de combustão foi monitorada quanto ao tempo e temperatura alcançadas. A reação por combustão foi efetiva no consumo dos reagentes, mostrando-se reprodutível, prática e rápida para sintetizar catalisadores nanoestruturados magnéticos com possibilidade de produção de pós em escala industrial. Os catalisadores foram efetivos na transesterificação alcançando conversões de até 96% em ésteres metílicos (biodiesel). Nas reações de interesterificação com acetato de metila alcançou conversões de até 92% em biodiesel com o diferencial de ser uma reação isenta de formação de glicerina. No processo de esterificação usando parâmetros brandos de reação as maiores conversões alcançadas foram de 78%. Assim, os catalisadores à base de óxidos ferrosos dopados com concentração de 1 e 1,5 moles de Al+3 apresentaram grande potencial de aplicação industrial na produção de biodiesel. |
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