Síntese e caracterização de niobiosilicatos para produção de biocombustível - Santos, Anne Gabriella Dias (2013)
Os materiais mesoporosos vêm tendo uma atenção especial, dentre os quais foi descoberto no final da década de 90 a peneira molecular mesoporosa do tipo SBA-15. As boas características do SBA-15 tornam este material muito promissor na área de catálise, no entanto, devido à ausência de sítios ativos nativos, ele apresenta baixa atividade catalítica. Desta forma, diferentes metais e óxidos vêm sendo inseridos nesta peneira molecular como meio de inserir sítios ativos e elevar a sua atividade catalítica. Dentre os óxidos que vem sendo pesquisados, encontra-se o óxido de nióbio, que apresenta fortes sítios ácidos e tem em abundância visto que o Brasil é o maior produtor deste minério. Por outro lado a produção de biocombustíveis vem sendo almejada, sendo necessário o desenvolvimento de novos catalisadores para este fim. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver niobiosilicatos por um novo método de síntese para aplicação no craqueamento do óleo de moringa. A metodologia consistiu em inserir o óxido de nióbio tanto pelo processo de pós-síntese usando a impregnação via úmida ( porcentagens de 5, 15, 25 , 30 e 35%) e por inserção direta. Para inserção direta foi desenvolvido um novo método de ajuste de pH, sendo testado diferentes pH ( 1.4, 1.6, 2.0 e 2.2) e diferentes razões de Si/Nb. Os materiais foram caracterizados por diferentes técnicas tais como: DRX, BET, MEV, EDX, UV-visível, TG/DTG, DSC, MET , Acidez por n-bulitamina e FTIR. Posteriormente parte dos catalisadores desenvolvidos pelos dois métodos foram testado no craqueamento termocatalítico do óleo de moringa, sendo usado um sistema simples de destilação. Todos os niobiosilicatos obtidos apresentaram uma estrutura altamente ordenada, tendo altas áreas específicas, boa distribuição de diâmetros de poros, além de apresentar uma morfologia em forma de fibras. Nos catalisadores pós síntese foi observado que o nióbio inserido encontrava-se tanto tetraedricamente como octaedricamente coordenado, demonstrando que existiam também óxidos formados na superfície externa do SBA-15, já na síntese direta os materiais obtidos encontram-se apenas tetraedricamente coordenados. Dentre os pH testados o material que apresentou melhores características foi o sintetizado no pH 2.2. A aplicação destes materiais no craqueamento catalítico mostrou uma maior formação de líquidos orgânicos ao serem comparados com o craqueamento térmico, além de diminuir significativamente a acidez e os resíduos formados, demonstrando que o uso do catalisador aumenta tanto a conversão como a seletividade dos produtos.