Oxidação seletiva de 5-hidroximetilfurfural empregando catalisadores de Ru e Cu

• Autor(a) principal: Cadorini, Matheus Calheiros Fernandes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/14074
• topic: CNPQ::OUTROS::QUIMICA INDUSTRIAL; Catálise; Reatores; Indústria química

A sociedade contemporânea tem buscado a consolidação de processos alternativos e sustentáveis para diminuir a dependência em relação ao petróleo. Nesse contexto, a biomassa se apresenta como uma alternativa de fonte de carbono renovável para a construção de plataformas químicas através da síntese de produtos de alto valor agregado. Contudo, a viabilidade econômica envolvendo esses processos impedem a sua utilização em escala industrial. Por isso, o objetivo desse trabalho foi avaliar a oxidação seletiva do 5- hidroximetilfurfural (HMF) a ácido 2,5-furanodicarboxílico (FDCA) empregando catalisadores de Ru e Cu suportados em Al2O3 em reator de leito fixo (um catalisador ou catalisadores em série). Os catalisadores de Ru e Cu suportados em Al2O3 foram sintetizados pelo método de impregnação e caracterizados por fisissorção de N2, TPR, DRX, MEV e EDS. As reações usando um único leito de catalisador foram conduzidas com um catalisador 3% m/m Ru/Al2O3 e o modelo de primeira ordem em relação à concentração de HMF apresentou bom ajuste aos dados experimentais. O maior rendimento em FDCA foi 55 % a 100 °C (0,1 M HMF, 30 bar O2, WHSV = 1 h-1 , pH 9 (NaHCO3)). Já para as reações em leitos de catalisadores em série foram empregados catalisadores de 5 % m/m Cu/Al2O3 e 1% m/m Ru/Al2O3. Os efeitos de temperatura, configuração e pré-tratamento dos leitos foram investigados bem como no perfil de distribuição dos produtos e no balanço de carbono. Os resultados sugerem que o catalisador 5 % m/m Cu/Al2O3 atua na formação de intermediários, enquanto o catalisador 1% m/m Ru/Al2O3 é o principal responsável pela oxidação do 2-formil-5-furanocarboxílico a FDCA.