Síntese e caracterização de hidrotalcitas contendo V, Ti, W, Zr e Sn para reforma de etanol e hidrogenação do bagaço de cana. - Siqueira, Marcos Rechi (2019)
Os biocombustíveis são vistos como fontes sustentáveis para substituir os combustíveis fósseis, e o etanol é reconhecido como a principal alternativa. Uma maneira de aumentar a competitividade desse composto é o princípio de biorrefinaria, associando a produção de mais de um produto por processo. Os desafios estão associados ao desenvolvimento e desempenho de novos catalisadores capazes de produzir compostos de maior valor agregado. Os óxidos utilizados são derivados de HDLs e foram modificados com Cu, V, W, Ti, Sn e Zr. Os materiais foram caracterizados por diversas técnicas analíticas e, após a caracterização, foram empregados em reações em batelada a fim de converterem etanol em produtos de maior peso e valor. Em um segundo momento avalia’se a despolimerização da biomassa presente nas reações, e a metodologia de superfície de resposta para a maximização da reforma do etanol e dos produtos condensáveis. Por fim, um desses materiais sintetizados, foi testado em condições severas de tempo e temperatura a fim de avaliar os produtos formados e a robustez desse catalisador durante vários ciclos reacionais. Os produtos foram analisados por CG-FID e CG-MS e os resultados discutidos com base na literatura. A incorporação dos metais foi possível nas condições testadas e a modificação é capaz de apresentar um perfil diferente de conversão e reforma para cada metal modificador. Amaior conversão em produtos é do W-OMM (54,7%). Os produtos majoritários encontrados em todas as reações foram butanol e acetato de etila. A modificação com metais revela que a via de Guerbet ocorre e algumas rotas preferencias são dependentes do metal modificador. Nota-se a produção de compostos fenólicos a partir de um recurso renovável com alguns catalisadores. Quando a biomassa está presente na reação há modificçoes no perfil de conversão em gás e produtos. Foram verificados a presença de compostos fenólicos que não estavam presentes nas reações com ausência de biomassa, evidenciando a despolimerização da lignina. Os testes de otimização utilizando Cu-OMM conseguem dobrar a quantidade de etanol convertido (de 37,1 % a 79,6 %) e tal catalisador é ativo após quatro ciclos de reciclo, apresentando algumas modificações estruturais. Os materiais modificados com Cu ainda apresentaram um perfil de produção de benzeno e tolueno a partir de etanol com conversão de 8,6 % para benzeno e 38,4 % para tolueno nos melhores tempos de reação.