Otimização de um reator descontínuo para reações de biorrefinação usando catalisadores bifuncionais

• Main Author: Matos, Mariana Filipa Faísca
• Publication Date: 2024
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.21/21668
• topic: Catalisadores bifuncionais; Hidrodesoxigenação; Biomassa; Zeólitos; Bifunctional catalysts; Hydrodeoxygenation; Biomass; Zeolites

No presente trabalho, desenvolveram-se catalisadores bifuncionais para o estudo da reação de hidrodesoxigenação (HDO) do guaiacol e anisol, que são moléculas modelo da biomassa. Os zeólitos foram selecionados como suporte ativo, devido à acidez intrínseca, responsável pela ativação da ligação C−O da molécula reagente. A reação ocorre na presença de hidrogénio e, necessita de uma função metálica para efeitos de hidrogenação, bem como, para a clivagem da ligação C−C. Para este trabalho, selecionaram-se como zeólitos, o Y e o MCM-22 e, como função metálica, a Platina, o Níquel e misturas dos dois metais. O zeólito Y foi utilizado na forma comercial e, no caso do MCM-22, procedeu-se à sua síntese, realizando-se posteriormente um tratamento alcalino assistido por surfactante, CTAB, de modo a alterar as propriedades texturais. A preparação dos catalisadores bifuncionais executou-se a partir de impregnação por solvente mínimo e mecanoquímica com almofariz e moinho de bolas planetário, onde se analisou a influência dos parâmetros de moagem, isto é, o tempo e a velocidade de rotação, nas propriedades dos catalisadores e no comportamento catalítico. A reação de HDO ocorreu num reator descontínuo, a 250 ºC, 20 bar e 300 rpm e, os produtos foram analisados por Cromatografia Gasosa e, em alguns casos por Cromatografia Gasosa acoplada por Espetrometria de Massa. No final do estudo verificou-se que a amostra bimetálica Pt0.5_Ni1_30_200_M_R_HY, submetida à técnica mecanoquímica com o moinho de bolas, com um maior tempo de moagem, correspondente a 30 minutos e menor velocidade de rotação, isto é, 200 rpm, apresentou os melhores resultados catalíticos, tanto a nível de rendimento, como de seletividade para os produtos livres de oxigénio. Relativamente ao zeólito HMCM-22, toda a análise efetuada permitiu retirar que foi criada alguma mesoporosidade, conferindo seletividade de forma ao produto, maioritariamente com a utilização de concentrações de NaOH superiores a 0.1 M.