Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Nina Leão Araújo
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31173
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
Resumo: Lignocellulosic biomass is a renewable energy source that has been replacing fossil fuels and can be converted into biofuels and chemicals through thermochemical routes, such as rapid pyrolysis. However, biofuels have a large amount of oxygen, requiring refinement, such as hydrodeoxygenation (HDO), to generate economically favorable compounds for industry. In this work it is proposed to study the HDO of guaiacol, a model compound of lignin widely used due to the methoxy and hydroxyl groups present, in order to identify possible products, a conversion and selectivity for later application in more complex systems. Six catalysts were tested for the HDO reaction, using Ni and Fe as metals and a bimetallic combination Ni-Fe allowed in Nb2O5 (niobium) and in SiO2 (silica). The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and N2 physisorption. With these analyzes it was noted the presence of NiO and Fe2O3 phases in the respective catalysts, predominantly, and a strong interaction between the metals and the support. Low surface areas were obtained, however in accordance with the literature. The catalytic tests showed that for Ni5% catalysts supported on SiO2 and Nb2O5, Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5 and Ni5% -Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5, the results quite in terms of preparation and of selectivity for phenol, each obtained its particular selectivities, but prevailed as phenol, veratrol and σ-cresol products. Thus, it was observed that the objective when performing a hydrodeoxygenation reaction was found and that there was formation of phenolic compounds using these catalysts, in addition to better understanding the reaction through the qualified routes in the process, such as deoxygenation (DDO), demethylation (DME) and demethoxylation (DMO).
id UFU_4eaca9850097520e221551b25ab71ac2
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/31173
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacolStudy of nickel and iron catalysts supported on niobium and silica in the guaiacol hydrodeoxygenation reactionHidrodesoxigenação (HDO)Hydrodeoxygenation (HDO)NíquelNickelFerroIronGuaiacolGuaiacolNióbiaNiobiaSílicaSilicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICACatalisadores de níquelFerroSílicaLignocellulosic biomass is a renewable energy source that has been replacing fossil fuels and can be converted into biofuels and chemicals through thermochemical routes, such as rapid pyrolysis. However, biofuels have a large amount of oxygen, requiring refinement, such as hydrodeoxygenation (HDO), to generate economically favorable compounds for industry. In this work it is proposed to study the HDO of guaiacol, a model compound of lignin widely used due to the methoxy and hydroxyl groups present, in order to identify possible products, a conversion and selectivity for later application in more complex systems. Six catalysts were tested for the HDO reaction, using Ni and Fe as metals and a bimetallic combination Ni-Fe allowed in Nb2O5 (niobium) and in SiO2 (silica). The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and N2 physisorption. With these analyzes it was noted the presence of NiO and Fe2O3 phases in the respective catalysts, predominantly, and a strong interaction between the metals and the support. Low surface areas were obtained, however in accordance with the literature. The catalytic tests showed that for Ni5% catalysts supported on SiO2 and Nb2O5, Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5 and Ni5% -Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5, the results quite in terms of preparation and of selectivity for phenol, each obtained its particular selectivities, but prevailed as phenol, veratrol and σ-cresol products. Thus, it was observed that the objective when performing a hydrodeoxygenation reaction was found and that there was formation of phenolic compounds using these catalysts, in addition to better understanding the reaction through the qualified routes in the process, such as deoxygenation (DDO), demethylation (DME) and demethoxylation (DMO).CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)A biomassa lignocelulósica é uma fonte de energia renovável que vem substituindo os combustíveis fósseis, podendo ser convertida em biocombustíveis e produtos químicos através de rotas termoquímicas, como a pirólise rápida. No entanto, os biocombustíveis têm grande quantidade de oxigênio, necessitando de refinamento, como a hidrodesoxigenação (HDO), para gerar compostos economicamente favoráveis para a indústria. Neste trabalho é proposto o estudo da HDO de guaiacol, um composto modelo da lignina muito utilizado devido aos grupos metóxi e hidroxila presentes, de forma a identificar os possíveis produtos, a conversão e a seletividade para posterior aplicação em sistemas mais complexos. Testou-se seis catalisadores para a reação de HDO, utilizando Ni e Fe como metais e uma combinação bimetálica Ni-Fe suportados em Nb2O5 (nióbia) e em SiO2 (sílica). Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de ultravioleta visível (UV-Vis) e fisissorção de N2. Com essas análises notou-se a presença de fases de NiO e Fe2O3 nos respectivos catalisadores, predominantemente, e uma forte interação entre os metais e o suporte. Obteve-se áreas superficiais baixas, porém de acordo com o previsto na literatura. Os testes catalíticos mostraram que, para os catalisadores de Ni5% suportado em SiO2 e em Nb2O5, Fe5% suportados em SiO2 e em Nb2O5 e Ni5%-Fe5% suportados em SiO2 e em Nb2O5, os resultados foram bastante semelhantes em termos de conversão e de seletividade para fenol, cada um obteve suas seletividades particulares, mas prevaleceram como produtos fenol, veratrol e σ-cresol. Sendo assim, observou-se que o objetivo ao fazer uma reação de hidrodesoxigenação foi obtido e que houve formação de compostos fenólicos utilizando esses catalisadores, além de entender melhor a reação por meio das rotas obtidas no processo, como a desoxigenação (DDO), desmetilação (DME) e desmetoxilação (DMO).Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaSoares, Ricardo ReisNeiro, Sergio Mauro da SilvaFerreira, Rondinele Alberto dos ReisRossa, ViniciusSouza, Nina Leão Araújo2021-02-01T11:28:35Z2021-02-01T11:28:35Z2020-11-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUZA, Nina Leão Araújo. Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31173http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-02-02T06:17:54Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/31173Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-02-02T06:17:54Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
Study of nickel and iron catalysts supported on niobium and silica in the guaiacol hydrodeoxygenation reaction
title Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
spellingShingle Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
Souza, Nina Leão Araújo
Hidrodesoxigenação (HDO)
Hydrodeoxygenation (HDO)
Níquel
Nickel
Ferro
Iron
Guaiacol
Guaiacol
Nióbia
Niobia
Sílica
Silica
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Catalisadores de níquel
Ferro
Sílica
title_short Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
title_full Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
title_fullStr Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
title_full_unstemmed Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
title_sort Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
author Souza, Nina Leão Araújo
author_facet Souza, Nina Leão Araújo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Soares, Ricardo Reis
Neiro, Sergio Mauro da Silva
Ferreira, Rondinele Alberto dos Reis
Rossa, Vinicius
dc.contributor.author.fl_str_mv Souza, Nina Leão Araújo
dc.subject.por.fl_str_mv Hidrodesoxigenação (HDO)
Hydrodeoxygenation (HDO)
Níquel
Nickel
Ferro
Iron
Guaiacol
Guaiacol
Nióbia
Niobia
Sílica
Silica
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Catalisadores de níquel
Ferro
Sílica
topic Hidrodesoxigenação (HDO)
Hydrodeoxygenation (HDO)
Níquel
Nickel
Ferro
Iron
Guaiacol
Guaiacol
Nióbia
Niobia
Sílica
Silica
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Catalisadores de níquel
Ferro
Sílica
description Lignocellulosic biomass is a renewable energy source that has been replacing fossil fuels and can be converted into biofuels and chemicals through thermochemical routes, such as rapid pyrolysis. However, biofuels have a large amount of oxygen, requiring refinement, such as hydrodeoxygenation (HDO), to generate economically favorable compounds for industry. In this work it is proposed to study the HDO of guaiacol, a model compound of lignin widely used due to the methoxy and hydroxyl groups present, in order to identify possible products, a conversion and selectivity for later application in more complex systems. Six catalysts were tested for the HDO reaction, using Ni and Fe as metals and a bimetallic combination Ni-Fe allowed in Nb2O5 (niobium) and in SiO2 (silica). The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and N2 physisorption. With these analyzes it was noted the presence of NiO and Fe2O3 phases in the respective catalysts, predominantly, and a strong interaction between the metals and the support. Low surface areas were obtained, however in accordance with the literature. The catalytic tests showed that for Ni5% catalysts supported on SiO2 and Nb2O5, Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5 and Ni5% -Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5, the results quite in terms of preparation and of selectivity for phenol, each obtained its particular selectivities, but prevailed as phenol, veratrol and σ-cresol products. Thus, it was observed that the objective when performing a hydrodeoxygenation reaction was found and that there was formation of phenolic compounds using these catalysts, in addition to better understanding the reaction through the qualified routes in the process, such as deoxygenation (DDO), demethylation (DME) and demethoxylation (DMO).
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-11-24
2021-02-01T11:28:35Z
2021-02-01T11:28:35Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SOUZA, Nina Leão Araújo. Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31173
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
identifier_str_mv SOUZA, Nina Leão Araújo. Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31173
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711419750744064