Produção de solketal utilizando catalisadores baseados em óxido de grafeno

• Autor(a) principal: Mattos, João Pedro Reys de
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/32078
• topic: Glicerol; Grafeno; Catálise heterogênea; Indústria química; Biodiesel; Catalisador; Grafeno; Glycerol; Graphene; Heterogeneous catalysis; Chemical industry

A produção brasileira de biodiesel cresce anualmente em virtude de políticas governamentais para aumentar sua proporção de mistura no Diesel rodoviário. Com isso, a produção de glicerol, subproduto da síntese desse biocombustível, aumenta concomitantemente. Para cada litro de biodiesel, obtêm-se 100mL de glicerol. Dessa forma, a busca por destinações para o excedente industrial dessa substância toma relevância. Entre as rotas químicas para valorização do glicerol, a sua cetalização com acetona em especial produz o solketal. Este último é um solvente verde, também usado para ajuste do ponto de fulgor do biodiesel e viscosidade de combustíveis. Industrialmente, esta reação é catalisada homogeneamente pelo ácido paratoluentosulfônico (PTSA). O uso de catalisadores heterogêneos no processo tem sido estudado pela maior facilidade de separação, reuso dos catalisadores e redução da corrosão. O óxido de grafeno, em especial, mostra-se uma possível alternativa ao PTSA, pela sua área específica aumentada em relação ao grafite e disponibilidade de sítios ativos adequados para a catálise da reação. Foram produzidos materiais baseados em óxido de grafeno pelo método de Hummers e funcionalizados com grupos SO3H. Os materiais foram testados como catalisadores heterogêneos na reação de cetalização do glicerol, obtendo resultados superiores aos do PTSA. Foi alcançada a seletividade de 98% tanto com o material sem alterações quanto com o material sulfonado, superior à do PTSA. Além disso, foi alcançada a conversão de 77% do glicerol, também superior à do catalisador homogêneo. Por fim, foram realizados também estudos cinéticos, de aumento de escala e de reuso dos catalisadores