Desidratação catalítica do glicerol sob óxidos mistos de CuO/Al2O3/MxOy (MxOy = ZnO ou Fe2O3): estudo sobre a química de superfície

• Autor(a) principal: Barbosa, Felipe Fernandes
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53369
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Química; Desidratação do glicerol; Óxidos ácidos; SMSI

Como alternativa ao uso de combustíveis de origem fóssil, os biocombustíveis se consolidaram no mercado internacional. Nesse sentido, o biodiesel tornou-se uma excelente via, porém, em sua síntese é gerado o subproduto glicerol. A conversão do glicerol em produtos de maior valor agregado estimula a aplicação de diferentes possibilidades envolvendo a catálise heterogênea. Nesse trabalho foi testada a aplicação de uma série de catalisadores óxidos compostos a base de Fe, Al, Cu e outra de Zn, Al e Cu. Os resultados de DRX indicam diâmetro nanométrico e a presença dos óxidos de ZnO, Al2O3 e CuO. A espectroscopia Raman, Mössbauer e XPS sugerem a presença das fases presentes compostos por Fe2O3, Al2O3 e CuO. O 27Al RMN indica hexa coordenação do Al2O3, ao passo que os materiais constituídos de Zn apresentam coordenação tetra, penta e hexa na alumina. O FTIR com adsorção de piridina revelou alta acidez de Lewis em toda a série de catalisadores de Fe. O TPR, exibiu a faixa de redução dos sítios de Fe3+ e Cu2+, indicando a faixa de temperatura adequada para pré-tratamento. A adsorção/dessorção de N2 indicou a presença de micro-mesoporos, ao passo que a morfologia porosa foi observada pelas imagens de MEV e TEM. Em relação à performance dos catalisadores, o melhor material foi Fe10Al90Cu com conversão de 60% de glicerol e 92% de seletividade na formação de acetol com 17 % de coque segundo a TG. A interação entre os diferentes sítios ácidos de Lewis envolvidos nos mecanismos para formação de acetol e coque na superfície do catalisador são discutidos. Desse modo, a sinergia entre os sítios ativos obtidos no pré-tratamento com H2, com base nos mapas de superfície ρ(r) e V(r), obtidos por cálculos via teoria do funcional densidade, apontando que a presença de Cun+ aumenta drasticamente a seletividade na formação de acetol, característica mais importante do que a alta acidez de Lewis.