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Título: Catalisadores Bimetálicos de Óxidos de Mo–Cu (Ni ou Co) Suportado em Alumina para Conversão do Glicerol a Intermediários Químicos
Título em inglês: Bimetallic Catalysts of Mo – Cu (Ni and Co) oxides Supported in Alumina for Conversion of Glycerol to Intermediates Chemicals
Autor(es): Santos, Regina Claudia Rodrigues dos
Orientador(es): Longhinotti, Elisane
Palavras-chave: Química
Glicerol
Alumina
Molibdênio de óxido
Sítios ácidos
Sítio redox
Data do documento: 2016
Citação: SANTOS, R. C. R. (2016)
Resumo: A viabilidade econômica da produção do biodiesel depende do uso do glicerol, subproduto com estrutura multifuncional, considerado matéria–prima bio-renovável, de grande potencial para ser transformado a combustíveis ou produtos químicos de maior valor agregado. Com o intuito de contribuir para o desenvolvimento dessa linha de pesquisa, foi realizado estudo do potencial catalítico da γ-Al2O3 modificada com óxido de molibdênio e promotores (Cu, Ni ou Co), na reação de desidratação do glicerol a intermediários químicos com aplicação industrial. A estratégia foi sintetizar esferas de Al2O3 por método híbrido, as quais apresentam interessantes propriedades estruturais, texturais e químicas para em seguida impregnar com precursores dos metais via método não-convencional (Pechini). A composição dos materiais foi escolhida com o objetivo de avaliar o efeito bifuncional causado pela combinação das propriedades ácido/básicas e redox de catalisadores de molibdênio suportado em alumina. Para fins comparativos foi testado catalisador comercial Ni-Mo/Al2O3 com elevada acidez e porosidade. Os catalisadores foram caracterizados por: ICP-OES, FRX, TGA/DTA, DRX, MEV, IV, TPR-H2, TPD-CO2, isotermas de adsorção/dessorção de N2, e acidez através de adsorção de piridina. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na desidratação do glicerol, sob fluxo de N2 ou H2, a 1atm e 250°C. As mudanças na atividade e seletividade devido à troca do gás de arraste estão associadas a alterações nas propriedades ácido/redox dos catalisadores, como sugerido pelas medidas de acidez e TPR-H2. Acroleína foi o principal produto observado para todos os catalisadores, porém a amostra contendo cobre (CuMoAl), mostrou maior atividade catalítica e superior seletividade a álcool alílico, bem como produção do 1-propanol; o que está associado a transferência de hidrogênio. Essa seletividade concorda com resultados de TPR-H2, que mostram maior influência do cobre sobre a redução do óxido de molibdênio, quando comparado aos promotores (Co ou Ni). Ao final são propostos passos reacionais envolvidos na conversão do glicerol a álcool alílico.
Abstract: The economic viability of biodiesel production depends of the use of glycerol, by-product with multifunctional structure, considered a bio-renewable feedstock of great potential to be transformed to fuel or higher value-added chemicals products. In order to contribute to the development of this research area, study was carried out in order to explore the catalytic potential γ-Al2O3 modified with molybdenum oxide and promoter (Cu, Ni or Co) in the glycerol dehydration reaction to chemical intermediates with industrial application was performed. The strategy was to synthesize Al2O3 spheres by hybrid method with interesting structural, textural and chemical properties for then impregnating with precursors of metals via unconventional method (Pechini). The material composition was chosen with the aim of evaluating the bifunctional effect caused by the combination of acid-base and redox properties of molybdenum catalysts supported on alumina. For comparison was evaluated commercial Ni-Mo/Al2O3 catalyst with high acidity and porosidade. The catalysts were characterized for: ICP-OES, XRF, TGA/DTA, XRD, SEM, IR, H2-TPR, TPD-CO2, N2 adsorption/desorption isotherms, and acidity measurements through pyridine adsorption. The catalytic performance was evaluated in the glycerol dehydration under N2 or H2 flow at atmospheric pressure and 250°C. The modification in the activity and selectivity due to the change of carrier gas are attributed to the changes of acid/redox properties of the catalyst, as suggested by acidity measurements and TPR-H2. Acrolein was the main product observed for all catalysts, but the cupper containing catalyst (CuMoAl) showed higher catalytic activity and, and superior selectivity to allyl alcohol, as well as the production of 1-propanol, which is due to the hydrogen transfer. This selectivity agrees with H2-TPR results, which show stronger effect of the copper over the molybdenum oxide reduction, if compared to the others promoter (Co or Ni). At the end it is proposed the reaction steps mechanism for the glycerol conversion to allyl alcohol.
Descrição: SANTOS, Regina Claudia Rodrigues dos. Catalisadores Bimetálicos de Óxidos de Mo–Cu (Ni ou Co) Suportado em Alumina para Conversão do Glicerol a Intermediários Químicos. 2016. 180 f. Tese (Doutorado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18539
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