SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO HIDROXIACETATO DE ZN/CO INTERCALADO COM ÂNIONS TUNGSTATO: APLICAÇÃO COMO CATALISADORES PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

TOYOFUKU, Patricia Emi1; COLOMBO, Kamila2;

Resumo

Introdução:Com a crescente demanda de energia, observa-se a necessidade de buscar novas fontes que sejam mais eficientes e sustentáveis, sendo um exemplo o biodiesel. O biodiesel é produzido industrialmente via catalise homogênea, cujas limitações da rota incluem processos secundários de purificação e descarte do catalisador. Outras rotas para sua produção vêm sendo estudadas: processo supercrítico, enzimático, de membranas, catálise em meio heterogêneo, entre outras. Muitos catalisadores em meio heterogêneo são estudados: zeólitas, óxidos de metais, hidróxidos duplos lamelares (HDL). Os compostos lamelares são uma classe interessante de materiais que permitem a intercalação de espécies aniônicas no espaço interlamelar. Fazem parte desta classe, além dos HDL amplamente estudados na literatura como catalisadores para produção de biodiesel, os hidroxissais lamelares (HSL) e os hidroxissais duplos lamelares (HSDL). A utilização de compostos da classe HSDL é pouco estudada, tendo apenas aplicação na remoção de íons Cr6+ no tratamento de efluentes e como catalisadores em meio heterogêneo na reação de transesterificação. Apesar de pouco estudado, a intercalação com ânions tungstato em compostos da classe HSDL tem apresentado um aumento da atividade catalítica deste tipo de catalisador na síntese do biodiesel.

Objetivo:Avaliar experimentalmente a atividade catalítica na produção de biodiesel a partir da reação de transesterificação utilizando o hidroxiacetato de zinco/cobalto (HAZCo) e o hidroxiacetato de zinco/cobalto intercalado com ânions tungstato (HAZCO-WO4) como catalisadores em meio heterogêneo, os quais pertencem à classe de materiais dos Hidroxissais Duplos Lamelares (HSDL).

Metodologia:Estes catalisadores foram sintetizados seguindo metodologia óxido sal e caracterizado mediante Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura por dispersão de energia (MEV-EDS). Por meio de um planejamento fatorial total, foi avaliado a atividade catalítica destes compostos na reação de transesterificação, o qual foi posteriormente analisado por meio de gráficos de superfície. Para a síntese de biodiesel, avaliou-se a influência das variáveis quantidade de catalisador, tempo de reação e razão molar (metanol: óleo) de acordo com os resultados de rendimento massa/massa (m/m) de cada condição de operação estudada.

Resultados:De acordo com as caracterizações, foi contatada a formação do HAZCo, porém não foi pode-se confirmar a intercalação do ânion tungstato na amostra devido à presença de impurezas. Observou-se que, ao utilizar o HAZCo-WO4 como catalisador em meio heterogêneo, há um maior rendimento m/m na reação de transesterificação em relação à utilização do HAZCo. Também, ao fazer as análises em gráficos de superfície, constatou-se que o HAZCo-WO4 apresenta maior atividade catalítica, sendo o rendimento m/m diretamente influenciado pelo tempo de reação.

Conclusões:Após as análises dos resultados da atividade catalítica e dos gráficos de superfície, pode-se afirmar que o HAZCo-WO4 possui maior eficiência na conversão do óleo de soja em biodiesel em reação ao HAZCo.

Palavras-chave: Catalisadores em meio heterogêneo. Intercalação. Biodiesel. Transesterificação. Transesterificação.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador