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Tipo do documento: Tese
Título: Óxidos metálicos estruturados como catalisadores na produção de biodiesel etílico e metílico
Título(s) alternativo(s): Structured metallic oxides as catalysts in the production of ethyl and methyl biodiesel
Autor: MOREIRA, Lucy Rose de Maria Oliveira 
Primeiro orientador: BEZERRA, Cícero Wellington Brito
Primeiro membro da banca: BEZERRA, Cícero Wellington Brito
Segundo membro da banca: FARIAS , Robson Fernandes
Terceiro membro da banca: MARQUES , Edmar Pereira
Quarto membro da banca: MOUCHREK FILHO , Victor Elias
Quinto membro da banca: LUZ , Rita de Cássia Silva
Resumo: A produção de biodiesel é comumente baseada na transesterificação catalítica de óleos vegetais ou de gorduras animais. Os catalisadores heterogêneos usuais conduzem a um rendimento reacional inferior ao dos homogêneos, porém, evitam problemas de corrosão, reduzem a ocorrência de reações paralelas, como a de saponificação, e facilitam a execução das etapas posteriores de purificação do combustível, tais como: neutralização da base, lavagens com água destilada a quente e secagem. Este trabalho versa sobre o desenvolvimento de novos sistemas catalíticos baseados em óxidos metálicos estruturados para produção de biodiesel etílico e metílico, em substituição à catálise alcalina homogênea. Os compostos do tipo hidrotalcita (hidróxidos duplos lamelares, HDL's) foram sintetizados com sucesso, utilizando o método da co-precipitação, a partir dos nitratos de alumínio e de magnésio, na presença do carbonato de sódio. Sínteses na presença de nitratos de outros íons metálicos (Ca2+, Cu2+, Fe3+ e Zn2+) e na de um agente direcionador da forma (sacarose) foram também realizadas. Todos os materiais obtidos foram calcinados a 450 °C para a produção dos respectivos óxidos metálicos mistos, os quais, posteriormente, foram empregados como catalisadores para a reação de transesterificação do óleo de soja e consequente produção de biodiesel (rotas etílica e metílica). Os materiais foram caracterizados por TG, DRX, MEV, EDX, IV, BET e ICP. A quantificação dos ésteres metílicos e etílicos foi realizada por Cromatografia em fase gasosa (GC-FID). As análises confirmaram a formação dos hidróxidos duplos lamelares para todos os casos, sem fase segregada. Em geral, o emprego da sacarose conduziu à formação de óxidos mistos com maior área específica superficial (250 m2/g), em relação aos demais HDL´s, e aos melhores rendimentos catalíticos, tanto via rota etílica (92%) como metílica (98%).
Abstract: Biodiesel’s production is usually based on the catalytic transesterification of vegetable oils or animal fats. Usual heterogeneous catalysts lead to a lower reaction yield than homogeneous ones. However, they avoid corrosion problems, reduce the occurrence of side reactions such as saponification, and facilitate the performance of subsequent steps of the fuel purification, such as base neutralization, washes with hot distilled water and drying. This work focus on the development of new catalytic systems based on structured metal oxides for production of ethyl and methyl biodiesel as a replacement for the homogeneous alkaline catalysis. The compounds of hydrotalcite (layered double hydroxides, LDH's) were synthesized successfully using the co-precipitation method from aluminum and magnesium nitrates, in the presence of sodium carbonate. Synthesis in the presence of other metal nitrate ions (Ca2+, Cu2+, Fe3+ and Zn2+) and a directing agent (sucrose) were performed as well. All obtained materials were calcined at 450 °C to produce the corresponding mixed metal oxides, which were subsequently employed as catalysts for the transesterification reaction of soybean oil and the consequent production of biodiesel (methyl and ethyl routes). The materials’ characterization was held by TG, XRD, SEM, EDX, IR, BET and ICP. The quantitation of the methyl and ethyl esters was performed by Gas Chromatography (GC-FID). The analysis confirmed the formation of the double-layered hydroxides in all cases, with no segregated phase. In general, the employment of sucrose led to the formation of mixed oxides with greater specific surface area (250 m2/g), when compared to other HDL's, and to systems with the best catalytic yields, notably via ethylic route (92%) and the methyl route (98%).
Palavras-chave: Biodiesel,
Óxidos metálicos
Catálise heterogênea
Biodiesel
Metal oxides
Heterogeneous catalysis
Área(s) do CNPq: Química Inorgânica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM REDE - REDE DE BIODIVERSIDADE E BIOTECNOLOGIA DA AMAZÔNIA LEGAL/CCBS
Citação: MOREIRA, Lucy Rose de Maria Oliveira. Óxidos metálicos estruturados como catalisadores na produção de biodiesel etílico e metílico. 2018. 75 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Rede - Rede de Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2519
Data de defesa: 30-Oct-2018
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