Uso de zeólitas ácidas na conversão de glicóis em produtos de interesse comercial

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Veiga, Paula Moraes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Biomass; Glycols; Zeolites; Dealumination; Etherification; Biomassa; Glicóis; Zeólitos; Desaluminização; Eterificação; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11892

A conversão do glicerol em produtos com valor agregado, tais como o propilenoglicol e o etilenoglicol, é considerada uma alternativa para o aproveitamento do glicerol excedente, principalmente oriundo dos processos de produção de biodiesel. Uma possibilidade de agregar valor a estes glicóis é através da sua transformação em éteres. A eterificação de álcoois é uma reação catalisada por ácidos, amplamente utilizada na indústria química. Os éteres produzidos são estáveis e têm muitas aplicações, tais como aditivos de combustível para motores diesel, surfactantes, precursores de polímeros, agentes antissépticos, anti-inflamatórios e antibacterianos. Devido ao grande potencial da reação de eterificação direta para agregar valor aos álcoois derivados de biomassa, neste trabalho uma série de zeólitas USY, além das zeólitas comerciais H-Beta e HZSM-5 foram caracterizadas de forma a determinar suas propriedades físicas, químicas, texturais e de hidrofilicidade/hidrofobicidade e seus comportamentos catalíticos foram avaliados em reações de eterificação de glicóis (glicerol, propilenoglicol e etilenoglicol) com diferentes álcoois (etanol, tert-butanol, 1-octanol, 1-decanol e 1-dodecanol). Além da reação de eterificação desejada, em alguns casos, outras reações, incluindo a autoeterificação dos reagentes, também puderam ser observadas. Em todas as reações estudadas, verificou-se que a atividade catalítica foi influenciada pela razão Si/Al global das amostras, sendo os melhores resultados alcançados com as zeólitas cuja razão Si/Al global variou entre 11,2 12,3. Foi observado que a diferença do tamanho da cadeia e da hidrofilicidade/hidrofobicidade dos álcoois utilizados influenciaram na interação destes com a superfície dos catalisadores e, consequentemente, na seletividade aos produtos formados. Apesar de ter sido realizada uma ampla caracterização das zeólitas estudadas, não foi possível estabelecer uma relação única entre a atividade catalítica e as características estruturais, texturais ou de acidez do conjunto de materiais estudado, embora alguns efeitos em um grupo limitado de amostras tenham sido detectados. Dentre as caracterizações, a medida do índice de hidrofobicidade (Rtolueno/água) foi a única propriedade que apontou a existência de uma correlação com a atividade catalítica, permitindo a discussão dos resultados obtidos. As rotas reacionais para a formação dos éteres desejados foram propostas, todavia, não há evidências que permitam a seleção de uma delas como a principal. Além disso, uma identificação inequívoca de todos os produtos formados foi estabelecida a partir das análises por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas associadas às bibliotecas de padrões e dados de espectros de massas