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Title in Portuguese: Síntese e caracterização de catalisador heterogêneo a base de carbono sulfonado aplicado na reação de esterificação
Author: Ricarte, Milena de Brito
Advisor(s): Luna, Francisco Murilo Tavares de
Keywords: Catalisador heterogêneo
Carbono ativado
Grupos sulfônicos
Reação de esterificação
Issue Date: 2017
Citation: RICARTE, M. de B. (2017)
Abstract in Portuguese: O consumo de combustíveis fósseis derivados do petróleo apresenta um impacto significativo no meio ambiente, tornando-se necessária a produção de combustíveis que apresentem um impacto ambiental menor, como o biodiesel. Na indústria é muito comum a utilização da catálise homogênea para a obtenção de bioprodutos, porém, mesmo apresentando um alto rendimento, tal processo oferece desvantagens devido as etapas subsequentes de separação e neutralização. Dessa maneira, os catalisadores heterogêneos aparecem como solução para o problema, possibilitando também a reutilização do catalisador. Diante disso, o objetivo do trabalho foi sintetizar catalisadores heterogêneos, utilizando o carbono ativado (CA) comercial, Norit GAC 1240 PLUS, como matéria-prima. Os carbonos foram quimicamente modificados para obtenção de materiais com grupamentos sulfônicos (-SO3H) em sua superfície, e assim, produzir catalisadores com excelente atividade e estabilidade catalítica. Esses materiais foram sulfonados com ácido sulfúrico (98%), a diferentes temperaturas (150oC e 200oC), sendo produzido em um sistema reacional em refluxo. Após a síntese desses catalisadores foram realizadas análises com o intuito de comprovar a modificação da área superficial do material, bem como a presença dos grupamentos sulfônicos no carbono ativado. Por fim, os catalisadores sintetizados foram aplicados em reações de esterificação, e os produtos obtidos foram caracterizados físico-quimicamente por: índice de acidez, massa específica a 20oC e viscosidade cinemática a 40oC e 100oC. Após a realização das análises, foi possível observar pelo método de FTIR e pela fisissorção de nitrogênio a 77K que os grupos sulfônicos estavam presentes no carbono ativado. Além disso, foram obtidos bioprodutos de alta conversão (97,04 – 98,98%) e de características físico-químicas semelhantes aos bioprodutos provenientes da reação de esterificação do ácido oleico e álcool (octanol e 2-etil-hexanol), na presença da Amberlyst-15. Diante disso, pode-se concluir que a aplicação do carbono ativado sulfonado em reações de esterificação é bastante promissora.
Abstract: The consumption of fossil fuels derived from petroleum has a significant impact on the environment, as a consequence, the demand for fuels that have a lower environmental impact, such as biodiesel, has increased. In the industry it is very common to use homogeneous catalysis to obtain bioproducts, but even with a high yield, this process offers disadvantages due to subsequent separation and neutralization steps. Because of this, the heterogeneous catalysts appear as solution to the problem, allowing the reuse of the catalyst too. Therefore, the objective of the work was to synthesize heterogeneous catalysts using commercial activated carbon (CA), Norit GAC 1240 PLUS, as raw material. The carbons were chemically modified to obtain materials with sulphonic groups (-SO3H) on their surface, and thus to produce catalysts with excellent catalytic stability and activity. These materials were sulfonated with sulfuric acid (98%) at different temperatures (150°C and 200°C), being produced by a reaction system in reflux. After the synthesis of these catalysts, analyzes were carried out in order to verify the modification of the surface area of the material, as well as the presence of the sulphonic groups in the activated carbon. Finally, the synthesized catalysts were applied in esterification reactions, and the products obtained were physicochemically characterized by: acidity index, specific mass at 20°C and kinematic viscosity at 40°C and 100°C. After the analysis, it was possible to observe by the FTIR method and by the nitrogen adsorption measurements at 77 K that the sulfonic groups were present in the activated carbon. In addition, it was obtained bioproducts with high conversion (97.04 - 98.98%) and physical-chemical characteristics similar to bioproducts from the esterification reaction of oleic acid and alcohol (octanol and 2- ethylhexanol) in the presence of Amberlyst-15. In view of this, it can be concluded that the application of sulfonated activated carbon in esterification reactions is quite promising.
Description: RICARTE, Milena de Brito. Síntese e caracterização de catalisador heterogêneo a base de carbono sulfonado aplicado na reação de esterificação. 2017. 36 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Petróleo)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37086
metadata.dc.type: TCC
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