Hidrotalcitas contendo Ag, Cu, Ni, Fe, La ou Nb como catalisadores para desidrogenação de etanol e hidrogenação do bagaço de cana

• Autor(a) principal: Perrone, Olavo Micali
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/183692
• topic: Óxidos metálicos; Catálise heterogênea; Reação de Guerbet; Biorrefinaria; Biomassa; CO2; Carbonatos orgânicos; Butanol; Metal oxides; Heterogeneous catalysis; Guerbet reaction; Biorefinery; Biomass; Organic carbonates

A valorização do etanol e da biomassa de cana de açúcar utilizando reações catalisadas por óxidos é apresentada neste trabalho. Os óxidos utilizados são derivados de hidrotalcitas com a fórmula geral: Mg6Al2(CO3)(OH)16·4(H2O) e modificadas por íons Ag2+, Cu2+, Fe3+, La2+, Nb5+, Ni2+, In3+ e Pd2+. O material após a caracterização foi utilizado em reações empregando reatores de aço inox, buscando a conversão do etanol em produtos de maior peso molecular e valor agregado, principalmente através da reação de Guerbet. Os produtos obtidos foram analisados por cromatografia a gás (GC-FID e GC-MS) e os resultados foram comparados e discutidos com os dados da caracterização do material e com auxílio da literatura científica. A modificação do óxido por cada íon apresentou um perfil diferente de reação e produtos. Com o lantânio obtive-se maior conversão de etanol em produtos utilizando álcool hidratado, e uma quantidade significativa de compostos C6 e uma seletividade de 42% para hexanol, foram obtidos. Por outro lado, o melhor rendimento (~30%) na síntese de butanol foi obtido com óxido modificado pelo íon nióbio, enquanto a adição de prata promoveu a redução da atividade catalítica do óxido. Além da conversão de etanol, os resultados obtidos pelas reações com a adição de biomassa demonstraram que é possível desestruturar o material lignocelulósico e obter compostos fenólicos e furânicos provenientes da lignina e dos carboidratos, respectivamente. A presença de hidrogênio no meio reacional provocou sucessivas hidrogenações nos compostos aromáticos, levando à abertura do anel ou à formação de ciclohexano. A modificação do material com índio ou paládio permitiu a obtenção de butanol em temperaturas baixas, com boa seletividade (~65%). Por fim, com a utilização de óxidos de zircônio, cério e nióbio foi possível obter carbonato de dietila com elevada seletividade (95%) na reação de conversão de etanol e CO2 em carbonatos orgânicos.