Desenvolvimento de um sistema catalítico em meio pressurizado para conversão da γ-butirolactona em produtos de alto valor agregado

• Autor(a) principal: Costa, Carolina da Silva
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29159
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Hidrogenação catalítica; γ-butirolactona; 1,4-butanodiol; Tetrahidrofurano

A insustentabilidade da utilização de materiais fósseis gera a busca de componentes alternativos capazes de produzir produtos químicos e energia a partir de processos limpos, renováveis e economicamente viáveis. No contexto de produção de produtos químicos, a biomassa é considerada uma fonte de moléculas-plataforma capaz de sintetizar produtos químicos de alto valor agregado. A γ-butirolactona (GBL), por exemplo, é uma importante molécula-plataforma para a produção de 1,4-butanodiol (BDO) e tetrahidrofurano (THF), tendo estas substâncias diversas aplicabilidades industriais. Sendo assim, o presente trabalho objetivou estudar os processos de hidrogenação catalítica da γ-butirolactona, empregando catalisadores nanoestruturados bimetálicos a base de paládio e rênio e suportados em sílica (PdRe/SiO2). Os catalisadores PdRe/SiO2 foram sintetizados pelo método de impregnação sucessiva e caracterizados quanto sua área superficial e volume de poros, quantidade de metais, temperatura de redução, estrutura cristalina e morfologia. As reações foram avaliadas quanto ao efeito da temperatura e pressão, a partir de um delineamento composto central rotacional. Adicionalmente, foi avaliado o efeito da água (solvente) e CO2 supercrítico (meio reacional). Os catalisadores foram caracterizados como materiais mesoporosos com poros estreitos e uniformes. Do DRX do catalisador foram identificados os picos referentes ao Pd em diferentes planos, apenas um pico do Re e um pico característico de materiais amorfos referente à sílica. As imagens de TEM mostraram estruturas aglomeradas dos metais, porém bem distribuídas no suporte. Para as reações, apenas o efeito linear de temperatura foi significativo para a conversão GBL, enquanto que para a seletividade do BDO, os efeitos quadráticos da temperatura e pressão foram estatisticamente significativos. Dímeros de BDO e GBL foram identificados como produtos das reações e a água apresentou grande influência em suas formações. Os efeitos do CO2-SC se mostraram mais expressivos no aumento da seletividade do THF.