Síntese de óxidos metálicos e aplicação na desidratação catalitica do Glicerol
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/38324 |
Resumo: | A conversão do glicerol em produtos de maior valor econômico tem se tornado atrativa devido a grande produção deste composto na indústria de biodiesel, onde é gerado como subproduto. Muitos materiais tem sido amplamente estudados como potenciais catalisadores para as reações de conversão do glicerol em produtos de maior valor agregado. Dentre esses catalisadores, destacam-se as zeólitas, materiais mesoporosos e os materiais constituídos de óxidos mistos, envolvendo metais de transição. Neste sentido, para este trabalho foi utilizado óxidos mistos sintetizados pelo método de Pechini para aplicação na reação de desidratação do glicerol. A técnica de FRX apresenta respostas com valores inferiores para porcentagens de alumínio e superiores para o ferro. As análises de DRX mostram características de um sólido amorfo, possivelmente devido a pequeno tamanho dos cristalitos. Embora os resultados de RTP tenham um perfil suave de intensidade, corroboram com os valores descritos nos difratogramas apresentados, indicando as diferentes faixas de redução do óxido de ferro. Já as análises de Espectroscopia Raman confirmam a presença das fases de alumínio e ferro, a partir dos estiramentos específicos destas fases. Dados os resultados das imagens de MEV foi possível observar a morfologia do tipo esponja, típico da rota de síntese utilizada. Os resultados dos testes catalíticos mostraram alta conversão de glicerol, superiores a 90%. A seletividade foi maior para produtos leves (acetaldeído e ácido acético) com valores médios em torno de 66%. Dentre todas as espécies formadas, o único produto identificado foi o acetol obtido através da desidratação do glicerol. A formação do acetol acontece principalmente pelo papel desempenhado pelos sítios de Lewis provenientes dos óxidos de ferro e alumínio no processo de desidratação do glicerol. |
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Dentre esses catalisadores, destacam-se as zeólitas, materiais mesoporosos e os materiais constituídos de óxidos mistos, envolvendo metais de transição. Neste sentido, para este trabalho foi utilizado óxidos mistos sintetizados pelo método de Pechini para aplicação na reação de desidratação do glicerol. A técnica de FRX apresenta respostas com valores inferiores para porcentagens de alumínio e superiores para o ferro. As análises de DRX mostram características de um sólido amorfo, possivelmente devido a pequeno tamanho dos cristalitos. Embora os resultados de RTP tenham um perfil suave de intensidade, corroboram com os valores descritos nos difratogramas apresentados, indicando as diferentes faixas de redução do óxido de ferro. Já as análises de Espectroscopia Raman confirmam a presença das fases de alumínio e ferro, a partir dos estiramentos específicos destas fases. Dados os resultados das imagens de MEV foi possível observar a morfologia do tipo esponja, típico da rota de síntese utilizada. Os resultados dos testes catalíticos mostraram alta conversão de glicerol, superiores a 90%. A seletividade foi maior para produtos leves (acetaldeído e ácido acético) com valores médios em torno de 66%. Dentre todas as espécies formadas, o único produto identificado foi o acetol obtido através da desidratação do glicerol. A formação do acetol acontece principalmente pelo papel desempenhado pelos sítios de Lewis provenientes dos óxidos de ferro e alumínio no processo de desidratação do glicerol.The conversion of glycerol into products of higher economic value has become attractive due to the large production of this compound in the biodiesel industry, where it is generated as a byproduct. Many materials have been widely studied as potential catalysts for the conversion reactions of glycerol into products of higher added value. Among these catalysts, zeolites, mesoporous materials, and materials composed of mixed oxides involving transition metals stand out. In this sense, for this work we used mixed oxides synthesized by the Pechini method for application in the glycerol dehydration reaction. The FRX technique shows responses with lower values for aluminum percentages and higher for iron. The XRD analyses show characteristics of an amorphous solid, possibly due to small crystallite size. Although the RTP results have a smooth intensity profile, they corroborate with the values described in the diffractograms presented, indicating the different reduction ranges of the iron oxide. The Raman spectroscopy analyses confirm the presence of the aluminum and iron phases, from the specific stretching of these phases. Given the results of the SEM images it was possible to observe the sponge-like morphology, typical of the synthesis route used. The results of the catalytic tests showed high glycerol conversion, greater than 90%. The selectivity was higher for light products (acetaldehyde and acetic acid) with average values around 66%. Among all the species formed, the only product identified was acetol obtained through the dehydration of glycerol. The formation of acetol occurs mainly due to the role played by Lewis sites from iron and aluminum oxides in the dehydration process of glycerol.CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NorteUFRNBrasilQuímica do PetróleoQuímica AnalíticaCinética Química e CatáliseQuímica AnalíticaAcetolDesidratação do glicerolcatáliseGlicerolSíntese de óxidos metálicos e aplicação na desidratação catalitica do Glicerolinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALSinteseOxidosMetalicos_Araujo_2021.pdfapplication/pdf2342156https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/38324/1/SinteseOxidosMetalicos_Araujo_2021.pdf792eef2231aaf3ed80c864905f8a75b4MD51LICENSElicense.txttext/plain714https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/38324/2/license.txt7278bab9c5c886812fa7d225dc807888MD52123456789/383242023-05-08 09:38:34.62oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/38324PGNlbnRlcj48c3Ryb25nPkZFREVSQUwgVU5JVkVSU0lUWSBPRiBSSU8gR1JBTkRFIERPIE5PUlRFPC9zdHJvbmc+PC9jZW50ZXI+CjxjZW50ZXI+PHN0cm9uZz5ESUdJVEFMIE1PTk9HUkFQSFMgTElCUkFSWTwvc3Ryb25nPjwvY2VudGVyPgoKPGNlbnRlcj5BdXRob3JpemF0aW9uIFRlcm0gZm9yIHRoZSBhdmFpbGFiaWxpdHkgb2YgTW9ub2dyYXBocyBmb3IgVW5kZXJncmFkdWF0ZSBhbmQgU3BlY2lhbGl6YXRpb24gaW4gdGhlIERpZ2l0YWwgTGlicmFyeSBvZiBNb25vZ3JhcGhzIChCRE0pPC9jZW50ZXI+CgpBcyB0aGUgY29weXJpZ2h0IG93bmVyIG9mIHRoZSBtb25vZ3JhcGgsIEkgYXV0aG9yaXplIHRoZSBGZWRlcmFsIFVuaXZlcnNpdHkgb2YgUmlvIEdyYW5kZSBkbyBOb3J0ZSAoVUZSTikgdG8gbWFrZSBhdmFpbGFibGUgdGhyb3VnaCB0aGUgRGlnaXRhbCBMaWJyYXJ5IG9mIE1vbm9ncmFwaHMgb2YgVUZSTiwgd2l0aG91dCByZWltYnVyc2VtZW50IG9mIGNvcHlyaWdodCwgYWNjb3JkaW5nIHRvIExhdyA5NjEwLzk4ICwgdGhlIGZ1bGwgdGV4dCBvZiB0aGUgd29yayBzdWJtaXR0ZWQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHJlYWRpbmcsIHByaW50aW5nIGFuZCAvIG9yIGRvd25sb2FkaW5nLCBhcyBhIG1lYW5zIG9mIGRpc3NlbWluYXRpbmcgQnJhemlsaWFuIHNjaWVudGlmaWMgcHJvZHVjdGlvbiwgYXMgb2YgdGhlIGRhdGUgb2Ygc3VibWlzc2lvbi4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-05-08T12:38:34Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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