Desenvolvimento de catalisadores WO3/MMT para a hidrogenólise do glicerol a propanodiol - Abeyta, Kimberly Paim (2024)
O aumento da produção de glicerol, obtido no processo de transesterificação para formação do biodiesel, provocou a desvalorização desse coproduto devido à sua grande oferta no mercado mundial. Entretanto, a utilização do glicerol, como matéria-prima na geração de produtos de maior valor agregado pode aumentar a economicidade da indústria de biocombustíveis. A hidrogenólise catalítica mostrou-se uma alternativa promissora para síntese do 1,3-propanodiol, um álcool muito utilizado em reações de polimerização, particularmente na produção do tereftalato de politrimetileno e do poliuretano, e o 1,2-propanodiol, molécula muito utilizada na fabricação de resinas. Sendo assim, esse trabalho tem por objetivo transformar o glicerol em propanodiol, em especial o 1,3-propanodiol (1,3-PDO), como forma de valorizar a cadeia do biodiesel. Uma argila do tipo montmorilonita (pilarizada com Zr e sem pilarizar) foi impregnada com Pt (2%, m/m) e WO3 (0, 5, 10 e 15%, m/m), e avaliada na reação de transformação do glicerol. O teste teve como objetivo avaliar a influência da modificação da estrutura, quantidade e força de sítios ácidos do catalisador através da atividade catalítica e seletividade para os propanodióis. As amostras foram caracterizadas por termogravimetria (TG), fluorescência de raios-X (FRX), fisissorção de N2, difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia eletronica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e FTIR com adsorção de piridina (FTIR-Py). A avaliação catalítica foi realizada em um reator batelada tipo Parr agitado sob pressão de hidrogênio a 5 Mpa e temperatura de 200 °C por 6 h. Os materiais sintetizados apresentaram estrutura micro e mesoporosa de agregado de placas e poros tipo fenda, característica de argilas com camadas desagregadas. A adição de platina e tungstênio não alteraram essa estrutura, formando apenas sítios de platina e uma mistura de WO3 cristalino e espécies amorfas de mono e politungstato. Apesar de não alterarem a estrutura, a acidez dos materiais foi modificada, com a redução dos sítios ácidos totais após a impregnação, além da alteração da razão Brønsted/Lewis (B/L) em todas as amostras, que antes do tratamento tinham mais sítios de Brønsted e após o tratamento apresentou mais sítios de Lewis. Uma vez que o suporte utilizado já se encontrava bastante desorganizado, a entrada do agente pilarizante nos espaços entre camadas foi reduzida. Dos catalisadores analisados, o Pt-10WO3/MMT apresentou 17% de seletividade para 1,2-PDO e 17% para o 1,3-PDO, o melhor resultado dentre os materiais avaliados. O catalisador Pt-MMT apresentou maior seletividade para a formação do 1,2-PDO (53,5%). Tendo em vista os resultados dos ensaios catalíticos, o catalisador com 10% de tungstênio se mostrou o mais promissor para a reação de hidrogenólise do glicerol com foco na formação do 1,3-PDO e o catalisador apenas com platina foi eficiente para a formação do 1,2-PDO.