Novos catalisadores para a síntese de biodiesel

Profª. Drª. Iêda M. G. dos Santos

Universidade Federal da Paraíba

Resumo
O desenvolvimento de biocombustíveis desperta a atenção de cientistas no intuito de atender à crescente demanda por energia obtida de forma sustentável. Por sua vez, a catálise heterogênea tem recebido destaque, por apresentar diversas vantagens quando comparada à catálise homogênea, entre as quais está a facilidade de separação dos produtos finais da reação e do catalisador e a facilidade de purificação do biodiesel. Os argilominerais têm despertado interesse para utilização na catálise heterogênea por apresentar alta versatilidade, baixo custo além de possuir propriedades estruturais que possibilitam modificações por ativação para produzir catalisadores ativos. Já os óxidos metálicos, como o ZnO, CuO e CeO2, são materiais que vêm apresentando resultados promissores na catálise para síntese do biodiesel, tanto na forma pura como em mistura de diferentes óxidos ou mesmo como suportes. Devido à busca por catalisadores que facilitem o processo de separação e purificação do produto final da transesterificação, esta pesquisa propôs estudar a viabilidade da síntese do ZnO, CuO e CeO2 e a deposição simultânea em bentonita na sua forma natural e acidificada. Além disso, foi avaliada a formação de híbridos de ZnO/Bentonita em diferentes pH´s. Para produção dos catalisadores foi utilizado o método de síntese hidrotérmico/solvotérmico assistido por micro-ondas. O biodiesel foi obtido a partir do óleo de soja utilizando reator Parr, pela rota etílica. O estudo possibilitou perceber que a bentonita precursora natural é um bom suporte para a formação dos catalisadores pelo método hidro/solvotérmico assistido por micro-ondas, com eficácia tanto na produção de bentonita impregnada com óxidos metálicos, como na formação dos híbridos. Entre os óxidos metálicos, o ZnO demonstrou maior atividade. Os estudos estatísticos das condições de síntese permitiram identificar que o fator pH para os catalisadores e o fator temperatura para o biodiesel foram os de maior interferência na síntese. A utilização do ZnO como fase ativa para a formação dos catalisadores de bentonita impregnada e híbridos aumenta o efeito catalítico na reação de transesterificação, conduzindo a conversões superiores a 73% após 4 h de reação e agrega valor à bentonita. O bom desempenho do ZnO levou nosso grupo de pesquisa a avaliar a influência da dopagem na sua atividade catalítica. Nesse sentido, pós de óxido de zinco puro (ZnO) e de óxido de zinco dopado com 5% de Al3+ (ZNAL) foram obtidos pelo método Pechini e utilizados na síntese do biodiesel a partir do óleo de algodão. Os resultados obtidos indicaram que o Al3+ encontra-se completamente incorporado à rede cristalina do ZnO. Testes de variação de pH com os óxidos em meio ácido e básico indicaram que ZNAL apresenta um caráter básico muito maior do que ZnO. Como consequência, observou-se um aumento significativamente do potencial catalítico do óxido, chegando a um índice de conversão superior a 81% a 130 oC e maior que 94% 200 oC.

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