NANOCATALISADORES À BASE DE Nb E Sn DISPERSOS EM NITRETO DE CARBONO GRAFÍTICO APLICADOS NA VALORIZAÇÃO DE COMPOSTOS ORIUNDOS DE BIOMASSAS

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Ribeiro, Ruan Stevan de Almeida
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Nanocatalisadores; Nitreto de carbono grafítico; Lactato de etila; Solketal; γ-Valerolactona; Química Verde; Nanocatalysts; Graphitic carbon nitride; Ethyl lactate; γ-Valerolactone; Green Chemistry
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/40689

Atualmente, a biomassa lignocelulósica, com os avanços tecnológicos, está sendo utilizada como uma fonte alternativa ou complementar ao petróleo, podendo ser aplicada, por exemplo, para a produção de biocombustíveis, solventes e blocos construtores de diversos produtos químicos de valor agregado, recursos bastantes visados na Química Verde. O lactato de etila, solketal e γ-valerolactona são alguns dos produtos que podem ser obtidos através dos processos de despolimerização de diferentes rotas de aproveitamento de biomassas, sendo que esses compostos químicos em específico possuem valor comercial, principalmente por serem aplicáveis na área de solventes verdes e por possuírem baixa toxicidade. Para a obtenção dessas moléculas através de técnicas mais biossustentáveis foram produzidos e utilizados nanocatalisadores à base de Nb e Sn dispersos em nitreto de carbono grafítico. Os nitretos de carbono foram obtidos a partir de tratamento térmico aplicado na ureia, e, em seguida, os metais citados foram impregnados em diferentes proporções mássicas (1, 2 e 5 %) e, por fim, os materiais obtidos foram submetidos em análises físico-químicas e em testes catalíticos. Os nitretos de carbono puro e impregnados apresentaram área superficial específica em torno de 34 m² g-1. As análises de difração de raios X, espectroscopia por reflectância difusa na região do ultravioleta e visível, e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, confirmaram a presença dos metais introduzidos e apontaram que estes estão presentes na forma de óxidos, devido ao processo de oxidação promovido pelo meio atmosférico durante o processo de impregnação no nitreto de carbono grafítico. Os testes catalíticos submetidos envolviam a conversão da dihidroxiacetona, ácido levulínico e glicerol nos produtos de valor agregado. Os materiais com as menores porções metálicas (1 %) foram os que apresentaram as melhores performances. O Sn 1 %/g-C3N4 obteve uma conversão de dihidroxiacetona de 98,53 % e seletividade reacional de lactato de etila de 76,85 %, além disso, conseguiu alcançar uma conversão de ácido levulínico de 100 % e seletividade reacional de γ-valerolactona de 29,4 %, enquanto o Nb 1 %/g-C3N4 obteve melhor performance na conversão do glicerol em solketal com 69,6 % e seletividade reacional de 92 %. Ademais, os melhores resultados obtidos pelos catalisadores conseguiram cumprir 7 dos 12 princípios da Química Verde, o que agrega valor na literatura no ponto de vista de sustentabilidade.