Nanopartículas de hidróxido de cálcio suportadas em carvão ativado do endocarpo de macaúba para desacidificação de óleos vegetais

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Marcos Roberto do Nascimento Pereira
• Orientador(a): Arilza de Oliveira Porto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Compósitos; Ureia; Endocarpo de macaúba; Nanopartículas de hidróxido de cálcio; Adsorção; Biodiesel; Desacidificação; Carvão ativado
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B33KGA

Diversos estudos estão sendo desenvolvidos buscando encontrar possíveis alternativas para adsorção de ureia e desacidificação de óleos vegetais. Neste cenário, os carvões ativados (CAs) são considerados materiais promissores devido às suas propriedades únicas, como elevada área superficial específica e grande quantidade de volume de poros, sendo aplicados diretamente como adsorventes ou suportes na produção de compósitos. Assim, na primeira abordagem, o presente estudo apresenta o potencial de uso do endocarpo de macaúba como matéria-prima na produção dos CAs. Os CAs foram obtidos utilizando ativação física com CO2, sendo analisadas as variáveis de processo temperatura (700-850°C) e tempo de residência (1-4 h). Neste trabalho foram obtidos CAs com elevada área superficial (990-1645 m2 g-1) e volume de fração de microporos acima de 85%. Em seguida foram realizados ensaios de adsorção da substância ureia utilizando os CAs produzidos. Os resultados mostraram capacidades de remoções de ureia na faixa de 28-68 mg por g de CA. O estudo mostrou que a adsorção de ureia está diretamente relacionada à mesoporosidade dos CAs obtidos. Em um segundo momento, ensaios foram realizados para adsorção de ácido oleico (AO), presente em uma mistura com óleo de soja (OS), utilizando os materiais porosos MCM-41 e os CAs do endocarpo de macaúba. Os materiais MCM-41 e CAs mostraram-se ineficientes na adsorção de AO. Posteriormente sintetizou-se nanopartículas de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2NPs, preparadas na presença de etilenoglicol, obtendo-se nanocristais com formatos hexagonais, extremamente finos, apresentando tamanhos na faixa de 126-490 nm. Experimentos com 20% m/m de ácido oleico em óleo de soja foram analisados. Estudou-se o uso das Ca(OH)2NPs e do Ca(OH)2 comercial na remoção do AO. As capacidades máximas de remoções de AO foram de 6,0 e 4,4 mg por mg de Ca(OH)2NPs e Ca(OH)2, respectivamente. No entanto, nestes testes de remoções, apenas pequenos volumes das misturas AO/OS foram recuperados após os ensaios. Em seguida as Ca(OH)2NPs foram suportadas em matrizes porosas de MCM-41 e CA, produzindo os compósitos Ca(OH)2NPs/ MCM-41 e Ca(OH)2NPs/CA. Os compósitos Ca(OH)2NPs/MCM-41 e Ca(OH)2NPs/CA apresentaram capacidades máximas de remoções de AO de 5,6 mg e 7,1 mg de AO por mg de Ca(OH)2NPs, respectivamente, assim como recuperação de até aproximadamente 90% dos volumes das misturas AO/OS. Adicionalmente, estudou-se a produção de biodiesel utilizando o processo de transesterificação via catálise básica homogênea (NaOH), a partir de misturas de 5 e 10% m/m de AO/OS desacidificadas utilizando Ca(OH)2NPs/CA. Os resultados mostraram que adicionando previamente o compósito Ca(OH)2NPs/CA à mistura AO/OS e agitando a temperatura ambiente, o NaOH pode ser adicionado diretamente para produzir ésteres metílicos com rendimentos de aproximadamente 100% e fácil separação das fases de ésteres metílicos, glicerol e dioleato de cálcio/ Ca(OH)2NPs/CA