Publicação: Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
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A biomassa lignocelulósica é uma fonte de energia renovável que vem substituindo os
combustíveis fósseis, podendo ser convertida em biocombustíveis e produtos químicos
através de rotas termoquímicas, como a pirólise rápida. No entanto, os biocombustíveis têm
grande quantidade de oxigênio, necessitando de refinamento, como a hidrodesoxigenação
(HDO), para gerar compostos economicamente favoráveis para a indústria. Neste trabalho é
proposto o estudo da HDO de guaiacol, um composto modelo da lignina muito utilizado
devido aos grupos metóxi e hidroxila presentes, de forma a identificar os possíveis produtos, a
conversão e a seletividade para posterior aplicação em sistemas mais complexos. Testou-se
seis catalisadores para a reação de HDO, utilizando Ni e Fe como metais e uma combinação
bimetálica Ni-Fe suportados em Nb2O5 (nióbia) e em SiO2 (sílica). Os catalisadores foram
caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de ultravioleta visível (UV-Vis)
e fisissorção de N2. Com essas análises notou-se a presença de fases de NiO e Fe2O3 nos
respectivos catalisadores, predominantemente, e uma forte interação entre os metais e o
suporte. Obteve-se áreas superficiais baixas, porém de acordo com o previsto na literatura. Os
testes catalíticos mostraram que, para os catalisadores de Ni5% suportado em SiO2 e em
Nb2O5, Fe5% suportados em SiO2 e em Nb2O5 e Ni5%-Fe5% suportados em SiO2 e em Nb2O5, os
resultados foram bastante semelhantes em termos de conversão e de seletividade para fenol,
cada um obteve suas seletividades particulares, mas prevaleceram como produtos fenol,
veratrol e σ-cresol. Sendo assim, observou-se que o objetivo ao fazer uma reação de
hidrodesoxigenação foi obtido e que houve formação de compostos fenólicos utilizando esses
catalisadores, além de entender melhor a reação por meio das rotas obtidas no processo, como
a desoxigenação (DDO), desmetilação (DME) e desmetoxilação (DMO).
Abstract
Lignocellulosic biomass is a renewable energy source that has been replacing fossil
fuels and can be converted into biofuels and chemicals through thermochemical routes, such
as rapid pyrolysis. However, biofuels have a large amount of oxygen, requiring refinement,
such as hydrodeoxygenation (HDO), to generate economically favorable compounds for
industry. In this work it is proposed to study the HDO of guaiacol, a model compound of
lignin widely used due to the methoxy and hydroxyl groups present, in order to identify
possible products, a conversion and selectivity for later application in more complex systems.
Six catalysts were tested for the HDO reaction, using Ni and Fe as metals and a bimetallic
combination Ni-Fe allowed in Nb2O5 (niobium) and in SiO2 (silica). The catalysts were
characterized by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and N2
physisorption. With these analyzes it was noted the presence of NiO and Fe2O3 phases in the
respective catalysts, predominantly, and a strong interaction between the metals and the
support. Low surface areas were obtained, however in accordance with the literature. The
catalytic tests showed that for Ni5% catalysts supported on SiO2 and Nb2O5, Fe5% supported on
SiO2 and Nb2O5 and Ni5% -Fe5% supported on SiO2 and Nb2O5, the results quite in terms of
preparation and of selectivity for phenol, each obtained its particular selectivities, but
prevailed as phenol, veratrol and σ-cresol products. Thus, it was observed that the objective
when performing a hydrodeoxygenation reaction was found and that there was formation of
phenolic compounds using these catalysts, in addition to better understanding the reaction
through the qualified routes in the process, such as deoxygenation (DDO), demethylation
(DME) and demethoxylation (DMO).
Palavras-chave
Hidrodesoxigenação (HDO), Hydrodeoxygenation (HDO), Níquel, Nickel, Ferro, Iron, Guaiacol, Guaiacol, Nióbia, Niobia, Sílica, Silica
Citação
SOUZA, Nina Leão Araújo. Estudo de catalisadores de níquel e ferro suportados em nióbia e sílica na reação de hidrodesoxigenação de guaiacol. 2020. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.762
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