Estudo da degradação termocatalítica da cana energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis

• Autor(a) principal: Castro, Karoline de Sousa
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30871
• topic: Cana energia; MCM-41; Estudo térmico; Estudo cinético

A necessidade da diminuição da dependência dos combustíveis fósseis e preocupação com os efeitos negativos causados pelo seu uso, vem impulsionando a utilização de biomassa como fornecedor de energia, como a Cana Energia, apresentando alta resistência ao estresse hídrico e solos pobres em nutrientes, sua produção é três vezes maior que a produção de cana convencional. Essa biomassa pode ser transformada em hidrocarbonetos renováveis mediante uma modificação prévia de sua fibra, pelo processo de acetilação que consiste em abrir a fibra da biomassa sem que ocorra sua degradação e em seguida passar pelo processo de pirólise e obter hidrocarbonetos de maior qualidade em uma pirólise termocatalítica. Dessa forma, esse trabalho, teve como objetivo sintetizar o suporte catalítico MCM-41 e impregnar os metais zinco e molibdênio em 2% quando em óxidos metálicos simples e 1% de cada quando em óxidos metálicos mistos e estudar a decomposição térmica e cinética na ausência e na presença dos catalisadores da Cana Energia como estudo preliminar à pirólise desta biomassa. O suporte catalítico e os catalisadores foram caracterizados por difração de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva (MEV/EDS). Essas técnicas evidenciaram que o suporte apresentou estrutura hexagonal de acordo com a literatura e os metais foram inseridos sem destruição da estrutura. Para um melhor proveito da biomassa, essa foi acetilada e analisada por técnicas de análise elementar (CHN), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA/DTG) em que constataram a modificação dos grupos –OH por grupos -COCH3. O estudo termogravimétrico e o estudo cinético foram realizados para a biomassa com e sem catalisador fazendo-se o uso dos modelos cinéticos Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e KissingerAkahira-Sunose (KAS). Com base nos valores de R², foi notado que o modelo KAS apresentou-se mais adequado para o estudo do presente trabalho. A partir dos resultados de energia de ativação (Ea), esses indicaram que os catalisadores MCM-41, MoO3-MCM-41 e ZnO/MoO3-MCM-41 diminuíram a Ea do processo de decomposição térmica da biomassa, em valores de 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectivamente.