Síntese, caracterização e avaliação de zircônia sulfatada como catalisador na transesterificação da triacetina

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Temóteo, Rafael Luiz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Catálise heterogênea; Triacetina; Catalisadores; Reatores Químicos
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24454

Os catalisadores são amplamente utilizados tanto em escalas industrial como laboratorial. Em laboratórios, os catalisadores desempenham função fundamental nas reações químicas, uma vez que os catalisadores proporcionam um caminho reacional diferente, com menor energia de ativação, fazendo com que a reação catalítica seja mais rápida do que a versão não catalisada da mesma reação. Neste trabalho, o catalisador zircônia sulfatada foi sintetizado utilizando a metodologia de impregnação com solvente, seguida de sua caracterização por técnicas avançadas, e avaliação do seu comportamento como catalisador heterogêneo na reação de transesterificação da triacetina com metanol. Foram investigados estudos cinéticos da reação, tais como a ordem da reação e a energia de ativação. Os efeitos dos principais parâmetros da reação, como a estequiometria dos reagentes, a temperatura da reação e o teor do catalisador, também foram avaliados. O reuso e a possível lixiviação do catalisador também foram investigados. O método utilizado na síntese do catalisador demonstrou-se eficiente, considerando os resultados de FT-IR, DRX, MEV/EDS, BET, acidez e TGA. Adicionalmente, o catalisador apresentou uma elevada atividade catalítica, alcançando, conversão máxima de 99% nas condições de 120 oC, 5 % m/m de catalisador e razão molar de 20:1 de metanol:triacetina. O processo de reutilização do catalisador apresentou uma redução significativa na atividade catalítica da SZr após dois ciclos, confirmando assim, sua desativação para as condições em que o mesmo foi sintetizado. O estudo dos principais parâmetros da reação mostrou que a conversão satisfatória foi alcançada para as condições de temperatura de 120 oC, para os níveis estudados 70, 90, 110, 120, 130 e 150 oC; teor de catalisador de 5%, para os níveis estudados de 1, 2, 3, 4 e 5%; e razão molar de metanol:triacetina para os níveis de 3:1, 6:1, 9:1, 12:1 e 20:1. Para o estudo cinético, os resultados mostraram que a reação se ajusta melhor ao modelo de primeira ordem em relação à concentração de triacetina, para qualquer temperatura estudada e a energia de ativação encontrada foi de 58,22 kJ.mol -1 .