Síntese direta do catalisador CeO2-SBA-15 dopado com MoO3 para aplicação na reação de transesterificação do óleo de soja.
Ano de defesa: | 2018 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
Brasil Centro de Ciências e Tecnologia - CCT PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA UFCG |
Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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Departamento: |
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2379 |
Resumo: | O constante aumento do consumo mundial de combustíveis fósseis tem incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de combustíveis de fontes renováveis, atendendo as necessidades econômicas e energéticas da sociedade. Entre os combustíveis alternativos, têm-se o biodiesel que é um combustível que pode ser produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais através da reação de transesterificação com um monoálcool de cadeia curta, na presença de um catalisador. Materiais mesoporosos, como a SBA-15, vem sendo estudados na aplicação da reação de transesterificação como suporte catalítico por possuir uma estrutura hexagonal com microporos interconectados, apresentando uma elevada área superficial, estabilidade térmica e tamanho de poros uniformes. A adição de óxidos metálicos, como o dióxido de cério e o trióxido de molibdênio na estrutura da peneira molecular SBA-15, possibilita o aumento da atividade catalítica e seletividade, melhorando seu desempenho na reação de transesterificação. O presente trabalho visa sintetizar de forma direta a SBA-15 com o dióxido de cério em sua estrutura para posterior dopagem com o trióxido de molibdênio, avaliar as propriedades cristalinas e texturais desses materiais e a sua eficiência catalítica na reação de transesterificação. Para tal finalidade, o dióxido de cério foi inserido à mistura reacional formada pelo copolímero tribloco Pluronic (P123), ácido clorídrico e a fonte de sílica, sob agitação a 35 ºC. O material obtido foi seco e calcinado sob fluxo de ar sintético à 550 ºC por 6 horas. O MoO3 foi incorporado ao material CeO2-SBA-15 pelo método de saturação de volume de poro. Verificaram-se a partir dos difratogramas, a inserção do CeO2 na estrutura da SBA-15 e a incorporação de MoO3 na superfície do material, e a partir das isotermas de adsorção/dessorção de N2, as propriedades texturais dos materiais. Os ésteres metílicos obtidos durante a reação de transesterificação utilizando o os catalizadores obtidos, foram caracterizados de acordo com a resolução Nº 51 de 25/11/2015 da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis através das técnicas de cromatografia gasosa, densidade, viscosidade e índice de acidez. O catalisador contendo 15% em massa de molibdênio e razão Si/Ce = 10 atingiu a maior conversão em éster metílico com 87,2%. |
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Síntese direta do catalisador CeO2-SBA-15 dopado com MoO3 para aplicação na reação de transesterificação do óleo de soja.Direct synthesis of the MoO3-doped CeO2-SBA-15 catalyst for application in the transesterification reaction of soybean oil.SBA-15.Dióxido de CérioTrióxido de MolibdênioBiodieselCerium DioxideMolybdenum TrioxideHeterogeneous CatalysiO constante aumento do consumo mundial de combustíveis fósseis tem incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de combustíveis de fontes renováveis, atendendo as necessidades econômicas e energéticas da sociedade. Entre os combustíveis alternativos, têm-se o biodiesel que é um combustível que pode ser produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais através da reação de transesterificação com um monoálcool de cadeia curta, na presença de um catalisador. Materiais mesoporosos, como a SBA-15, vem sendo estudados na aplicação da reação de transesterificação como suporte catalítico por possuir uma estrutura hexagonal com microporos interconectados, apresentando uma elevada área superficial, estabilidade térmica e tamanho de poros uniformes. A adição de óxidos metálicos, como o dióxido de cério e o trióxido de molibdênio na estrutura da peneira molecular SBA-15, possibilita o aumento da atividade catalítica e seletividade, melhorando seu desempenho na reação de transesterificação. O presente trabalho visa sintetizar de forma direta a SBA-15 com o dióxido de cério em sua estrutura para posterior dopagem com o trióxido de molibdênio, avaliar as propriedades cristalinas e texturais desses materiais e a sua eficiência catalítica na reação de transesterificação. Para tal finalidade, o dióxido de cério foi inserido à mistura reacional formada pelo copolímero tribloco Pluronic (P123), ácido clorídrico e a fonte de sílica, sob agitação a 35 ºC. O material obtido foi seco e calcinado sob fluxo de ar sintético à 550 ºC por 6 horas. O MoO3 foi incorporado ao material CeO2-SBA-15 pelo método de saturação de volume de poro. Verificaram-se a partir dos difratogramas, a inserção do CeO2 na estrutura da SBA-15 e a incorporação de MoO3 na superfície do material, e a partir das isotermas de adsorção/dessorção de N2, as propriedades texturais dos materiais. Os ésteres metílicos obtidos durante a reação de transesterificação utilizando o os catalizadores obtidos, foram caracterizados de acordo com a resolução Nº 51 de 25/11/2015 da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis através das técnicas de cromatografia gasosa, densidade, viscosidade e índice de acidez. O catalisador contendo 15% em massa de molibdênio e razão Si/Ce = 10 atingiu a maior conversão em éster metílico com 87,2%.The steady increase in world consumption of fossil fuels has encouraged the development of new technologies for the production of fuel from renewable sources, taking into account the economic and energy needs of society. Among the alternative fuels are biodiesel which is a fuel which can be produced from vegetable oils or animal fats by the transesterification reaction with a short chain monoalcohol in the presence of a catalyst. Mesoporous materials, such as SBA-15, have been studied in the application of the transesterification reaction as catalytic support because it has a hexagonal structure with interconnected micropores, presenting a high surface area, thermal stability and uniform pore size. The addition of metal oxides, such as cerium dioxide and molybdenum trioxide in the structure of the SBA-15 molecular sieve, increases the activity and selectivity of the catalyst, improving its performance in the transesterification reaction. The present work aims to synthesize directly the SBA-15 with cerium dioxide in its structure for later doping with the molybdenum trioxide, to evaluate the crystalline and textural properties of these materials and their catalytic efficiency in the transesterification reaction. For this purpose, the cerium dioxide was inserted into the reaction mixture formed by the triblock copolymer Pluronic (P123), hydrochloric acid and the silica source, under agitation at 35 °C. The material obtained was dried and calcined under a flow of synthetic air at 550 °C for 6 hours. MoO3 was incorporated into the CeO2-SBA-15 material by the pore volume saturation method. From the diffractograms, the insertion of CeO2 into the structure of SBA-15 and the incorporation of MoO3 on the surface of the material, and from the adsorption/desorption isotherms of N2, the textural properties of the materials were verified. The methyl esters obtained during the transesterification reaction using the catalysts obtained were characterized according to Resolution Nº. 51 of 11/25/2015 of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels through the techniques of gas chromatography, density, viscosity and acidity index. The catalyst containing 15% by mass of molybdenum and the ratio Si/Ce = 10 reached the highest conversion to methyl ester with 87.2%.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGSOUSA, Bianca Viana de Sousa.SOUSA, B. V.;DEhttp://lattes.cnpq.br/9479297537669216ALVES, José Jailson Nicácio.ALVES, J. J. N.http://lattes.cnpq.br/7986759552135066PEREIRA, Carlos Eduardo.PEREIRA, C. E.http://lattes.cnpq.br/0175368707173285ALVES, Bruno Taveira da Silva.2018-09-052018-12-10T12:57:55Z2018-12-102018-12-10T12:57:55Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2379ALVES, Bruno Taveira da Silva. Síntese direta do catalisador CeO2-SBA-15 dopado com MoO3 para aplicação na reação de transesterificação do óleo de soja. 2018. 113 f. (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2379porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-12-12T13:51:20Zoai:localhost:riufcg/2379Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-12-12T13:51:20Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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