OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES SÓLIDOS DE NIÓBIO MODIFICADOS COM METAIS ALCALINOS TERROSOS PARA REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO E ESTERIFICAÇÃO

Biodiesel is obtained mainly by homogeneous catalysis, however this process has disadvantages as saponification of the esters and difficulty of separation of the catalyst from the products formed. In this work, ceramic catalysts were prepared from the surface modification of niobia with alkaline ear...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2013
Main Author: Santos Neto, Inocêncio Sanches dos lattes
Orientador/a: Maciel, Adeilton Pereira
Banca: Nunes, Gilvanda Silva lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Maranhão
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Department: QUIMICA
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/966
Citação:SANTOS NETO, Inocêncio Sanches dos. OBTAINING AND CHARACTERIZATION OF SOLID CATALYSTS OF NIOBIUM MODIFIED WITH ALKALINE EARTH METALS TRANSESTERIFICATION AND ESTERIFICATION. 2013. 101 f. Dissertação (Mestrado em QUIMICA) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2013.
Resumo Português:O biodiesel é obtido principalmente via catálise homogênea, entretanto esse processo apresenta desvantagens como saponificação dos ésteres e a dificuldade de separação do catalisador dos produtos formados. Neste trabalho, foram preparados catalisadores cerâmicos a partir da modificação da superfície da nióbia, com metais alcalinos terrosos (Ba e Ca) e metais de transição (Ni e Cu), no intuito de melhorar a atividade catalítica desses materiais na reação de transesterificação do sebo bovino e esterificação do ácido oléico. Os catalisadores foram obtidos pelo método dos precursores poliméricos (MPP). Para tanto, tais sistemas foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e Análise de adsorção de gás. Os resultados de DRX sugerem a modificação da superfície do nióbio, porém com fases secundárias. Os espectros Raman dos catalisadores exibem modos vibracionais próximos a 701 cmˉ¹ corresponde à fase T-Nb₂O₅. As faixas compreendidas entre 311 cmˉ¹ e 230 cmˉ¹, correspondem aos modos vibracionais das ligações O-Nb-O, Nb-O-Nb. Os espectros FTIR apresentaram modos vibracionais na região entre 500 - 850 cmˉ¹ que pode se associado aos octaedros de NbO6, os modos vibrações em 635 cmˉ¹, 560 cmˉ¹ e 500 cmˉ¹ são associadas as ligações Nb-O em octaedros Nb-O₆ distorcidos. A análise superficial demonstrou que os catalisadores são materiais não porosos. Os catalisadores de nióbio modificados com bário e cobre, cálcio e cobre, bário e níquel e cálcio e níquel apresentaram atividade catalítica para transesterificação de sebo bovino e esterificação do ácido oléico. Os catalisadores modificados com o bário 5% e cobre, apresentaram melhor conversão para esterificação do ácido oléico e transesterificação do sebo bovino com 71% e 95%, respectivamente. Desta forma, esses catalisadores mostraram-se eficientes para reação de transesterificação do sebo bovino e esterificação do ácido oléico.
Resumo inglês:Biodiesel is obtained mainly by homogeneous catalysis, however this process has disadvantages as saponification of the esters and difficulty of separation of the catalyst from the products formed. In this work, ceramic catalysts were prepared from the surface modification of niobia with alkaline earth metals (Ba and Ca) and transition metals (Ni and Cu) in order to improve the catalytic activity in the transesterification reaction of beef tallow and esterification of oleic acid. The catalysts were obtained by the polymeric precursor method (PPM). Therefore, such systems were characterized by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy in the Fourier transform (FTIR), Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) analysis of gas adsorption. The XRD results suggest that the niobium surface modification, but with secondary phases. Raman spectra of the catalysts exhibit vibrational modes near 701 cmˉ¹ corresponding to phase T-Nb₂O₅. The bands between 311 cmˉ¹ and 230 cmˉ¹, corresponding to vibrational modes of the bonds O-Nb-O, Nb-O-Nb. FTIR spectra showed vibrational modes in the region between 500 - 850 cmˉ¹ which may be associated with a NbO₆ octahedra, vibrations in modes 635 cmˉ¹, 560 cmˉ¹ and 500 cmˉ¹ are associated Nb-O bonds in Nb-O6 octahedra distorted. A cursory analysis shows that the catalysts are non-porous materials. The catalysts of niobium modified barium and copper, calcium and copper, barium and calcium, and nickel and nickel exhibited catalytic activity for transesterification of beef tallow and oleic acid esterification. The catalysts modified with 5% barium and copper, showed better conversion to oleic acid esterification and transesterification beef with 71% to 95%, respectively. Thus, these catalysts were effective for the transesterification of beef tallow and oleic acid esterification.