Produção de biocombustíveis a partir da hidrodesoxigenação de moléculas derivadas da pirólise da biomassa empregando Mo2C suportado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Machado, Marta Albuquerque
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/12813
Resumo: O desempenho catalítico do carbeto de molibdênio (Mo2C) mássico e suportado em óxidos com diferentes propriedades ácido-base (Al2O3, ZrO2, e MgO) foi avaliado na reação de desoxigenação dos vapores da hidropirólise da biomassa empregando um micropirolisador acoplado a um cromatógrafo a gás/espectrômetro de massas operado a 500 oC e 1 atm. Os catalisadores foram sintetizados utilizando-se a metodologia de carburação a temperatura programa. As amostras foram caracterizadas por fisissorção de N2 a -196 oC, difração de raios X, fluorescência de raios X, espectrometria de emissão ótica por plasma indutivamente acoplado, microscopia eletrônica de varredura, adsorção de NH3, quimissorção de CO e dessorção de CO à temperatura programada. A acidez dos suportes demonstrou desempenhar um papel importante na desoxigenação dos vapores, visto que as amostras Mo2C/Al2O3 e Mo2C/ZrO2 promoveram a completa remoção do oxigênio, enquanto que o mesmo comportamento não foi observado para o catalisador mais básico Mo2C/MgO. Uma grande quantidade de compostos carbonílicos foi formada na hidropirólise não-catalítica. Por este motivo, a reação de hidrodesoxigenação em fase gasosa foi estudada empregando a acetona como molécula modelo a fim de se investigar as rotas reacionais envolvidas e, assim, determinar o efeito do suporte por meio desta reação modelo. Os testes realizados a 200 oC e 1 atm mostraram que o Mo2C mássico foi mais ativo e mais seletivo a propeno e propano que são produtos finais da reação de hidrodesoxigenação da acetona. Os carbetos suportados favoreceram a formação de compostos derivados da reação de condensação da acetona. Todos os catalisadores apresentaram desativação devido a deposição de carbono polimérico provavelmente sobre os sítios ácidos de Lewis e sobre os sítios de natureza básica.
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As amostras foram caracterizadas por fisissorção de N2 a -196 oC, difração de raios X, fluorescência de raios X, espectrometria de emissão ótica por plasma indutivamente acoplado, microscopia eletrônica de varredura, adsorção de NH3, quimissorção de CO e dessorção de CO à temperatura programada. A acidez dos suportes demonstrou desempenhar um papel importante na desoxigenação dos vapores, visto que as amostras Mo2C/Al2O3 e Mo2C/ZrO2 promoveram a completa remoção do oxigênio, enquanto que o mesmo comportamento não foi observado para o catalisador mais básico Mo2C/MgO. Uma grande quantidade de compostos carbonílicos foi formada na hidropirólise não-catalítica. Por este motivo, a reação de hidrodesoxigenação em fase gasosa foi estudada empregando a acetona como molécula modelo a fim de se investigar as rotas reacionais envolvidas e, assim, determinar o efeito do suporte por meio desta reação modelo. Os testes realizados a 200 oC e 1 atm mostraram que o Mo2C mássico foi mais ativo e mais seletivo a propeno e propano que são produtos finais da reação de hidrodesoxigenação da acetona. Os carbetos suportados favoreceram a formação de compostos derivados da reação de condensação da acetona. Todos os catalisadores apresentaram desativação devido a deposição de carbono polimérico provavelmente sobre os sítios ácidos de Lewis e sobre os sítios de natureza básica.Catalytic performance of unsupported and supported molybdenum carbide (Mo2C) on oxide materials with different acid-base properties (Al2O3, ZrO2, e MgO) was evaluated in the deoxygenation of hydropyrolysis vapors of biomass using a pyrolyzergas chromatography/mass spectrometry system operated at 500 oC and 1 atm. The catalysts were synthesized by temperature programmed carburization. The samples were characterized by N2 physisorption at -196 °C, X ray diffraction, X ray fluorescence, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, transmission electronic microscopy, NH3 adsorption, CO chemisorption and temperature programmed desorption of CO. Acidity of the support seems to play an important role in the deoxygenation of the vapors. While there was complete removal of oxygen when Mo2C/Al2O3 and Mo2C/ZrO2 were used, the same did not take place for the more basic catalyst: Mo2C/MgO. A large amount of carbonyl compounds was formed in non-catalytic hydropyrolysis. For this reason, vapor-phase hydrodeoxygenation reaction was studied using acetone as model molecule in order to investigate the reaction routes involved and, therefore, to determine the effect of the support with this model reaction. The tests were carried out at 200 oC and 1 atm, and showed that the unsupported Mo2C was more active and more selective to propene and propane, which are the final products of the acetone hydrodeoxygenation. The supported carbides promoted the formation of compounds derived from the acetone condensation reaction. All catalysts showed deactivation due to deposition of polymeric carbon probably on the Lewis acid sites and on basic sites.Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-07-24T13:04:19Z No. of bitstreams: 1 MartaAlbuquerqueMachado-min.pdf: 3715643 bytes, checksum: e422f7c6796f522cefe6c42e5f5a252c (MD5)Made available in DSpace on 2020-07-24T13:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartaAlbuquerqueMachado-min.pdf: 3715643 bytes, checksum: e422f7c6796f522cefe6c42e5f5a252c (MD5) Previous issue date: 2018-02porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAPirólise da biomassaHidrodesoxigenaçãoProdução de biocombustíveis a partir da hidrodesoxigenação de moléculas derivadas da pirólise da biomassa empregando Mo2C suportadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALMartaAlbuquerqueMachado-min.pdfMartaAlbuquerqueMachado-min.pdfapplication/pdf3715643http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12813/1/MartaAlbuquerqueMachado-min.pdfe422f7c6796f522cefe6c42e5f5a252cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12813/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/128132023-11-30 00:01:36.643oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:36Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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