Desenvolvimento do catalisador yzro2/xmo-kit-6 para avaliação na reação de transesterificação do óleo de soja.

• Autor(a) principal: ALVES, Bruno Taveira da Silva.
• Data de Publicação: 2023
• 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/30177
• topic: Peneira molecular; Material mesoporoso; KIT-6; Trióxido de molibdênio; Óxido de zircônio; Molecular sieve; Mesoporous material; Zirconium oxide; Tamiz molecular; Trióxido de molibdeno; Óxido de circonio; Tamis moléculaire; Matériau mésoporeux; Trioxyde de molybdène; Oxyde de zirconium; Engenharia química.

O biodiesel é uma mistura de ésteres de ácidos graxos e pode ser obtido a partir da transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais com um álcool de cadeia curta. É um biocombustível que surge como alternativa aos combustíveis fósseis, por ser renovável, biodegradável e não-tóxico. Tradicionalmente, a transesterificação é catalisada por catalisadores homogêneos, porém a catálise heterogênea pode facilitar a separação dos produtos do catalisador. Materiais mesoporosos, como o KIT-6, vem sendo estudados devido às suas características promissoras na área da catálise, por possuir uma estrutura simétrica cúbica tridimensional Ia3d, com largo diâmetro de poro, alta estabilidade hidrotérmica, elevada área específica e rede interpenetrantes bi contínua de canais. A adição de óxidos metálicos, como o trióxido de molibdênio e o óxido de zircônio na estrutura da peneira molecular KIT-6, possibilita o aumento da atividade catalítica e seletividade, melhorando seu desempenho na reação de transesterificação. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um catalisador a partir da modificação da peneira molecular KIT-6 com molibdênio e zircônio, para aplicação na reação de transesterificação do óleo de soja, utilizando o planejamento experimental Box-Behnken para definir a matriz de experimentos. Para esta finalidade o trióxido de molibdênio foi sintetizado hidrotermicamente via microondas, obtendo-se a sua fase ortorrômbica a partir da ativação térmica. Através das técnicas de difratometria de raios X e da espectroscopia Raman, constatou-se que a síntese com tempo de 5 min e 150 ºC foi necessário para se obter a fase hexagonal. A análise termogravimétrica indicou que 400 ºC é a temperatura ideal para a transição para a fase ortorrômbica. O trióxido de molibdênio foi incorporado na estrutura cúbica do KIT-6 pelo método de síntese direta, avaliando-se as diferentes razões molares Si/Mo (10, 20 e 30). Através das análises de difratometria de raios X e adsorção física de N2, foi concluído que o catalisador 20Mo-KIT-6 apresentou melhores propriedades cristalográficas e texturais, com maior área de superfície específica e reflexões de difração característicos do KIT-6 com maior intensidade, sendo escolhido para a impregnação com diferentes teores de ZrO2 (10, 15 e 20%). O ZrO2 foi obtido pela precipitação do Zr(OH)4 que foi ativado à 700 ºC para obtenção de sua fase monoclínica. A técnica de DRX confirmou a impregnação das espécies de ZrO2 na estrutura do 20Mo-KIT-6, através da análise de adsorção física de N2, os catalisadores apresentaram isotermas do tipo IV com "loop" de histerese H3, indicando que os catalisadores apresentaram estrutura mesoporosa com a formação de poros com diferentes geometrias. As variáveis operacionais (teor de ZrO2, razão álcool:óleo e concentração de catalisador) adotadas para o planejamento experimental Box-Behnken não apresentaram influência significativa na reação de transesterificação, o maior rendimento obtido foi de 62,13% utilizando-se as condições de 10% de ZrO2, razão molar álcool:óleo de 20:1, 4% de massa de catalisador, 150 ºC e 3h.