Avaliação de catalisadores de níquel e bentonita na co-pirólise de resíduos industrais de biomassa e plásticos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Andrade, Arthur Motta de
• Orientador(a): Varela, Maria do Carmo Rangel Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Bentonita; Catalisadores metálicos; Biomassa
• Palavras-chave em Inglês: Bentonite; Acid treatment; Co-pyrolysis; Biomass; Catalysts
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/281883

Atualmente, a utilização de combustíveis fósseis e o acúmulo de resíduos plásticos no meio-ambiente são desafios, que impactam negativamente a qualidade de vida. Surge, então, a necessidade de encontrar fontes renováveis de combustíveis e rotas de reaproveitamento e conversão de resíduos em materiais com valor agregado. A co-pirólise se destaca como alternativa promissora para superar ambos os desafios, através da conversão de biomassa e plásticos em combustíveis e produtos químicos. Entretanto, as espécies oxigenadas geradas dificultam o uso e o processamento do combustível obtido (bio-óleo). A utilização de catalisadores pode superar esse problema, facilitando o craqueamento dos biopolímeros e poliolefinas, e promovendo reações de desoxigenação e isomerização. Neste contexto, foi estudado o uso de uma bentonita natural como catalisador da co-pirólise de resíduos de eucalipto e de polietileno de alta densidade. A argila foi acidificada, para aumentar a área superficial específica e impregnada com nitrato de níquel, para obter um catalisador bifuncional. As amostras foram caracterizadas por XFS, DRX, FTIR, MEV, adsorção de N2, NH3-TPD, AAS e TGA, e avaliados em micropirolisador, Os estudos cinéticos foram conduzidos por termogravimetria, usando métodos isoconversionais, que foram adequados para descrever apenas algumas etapas da decomposição da biomassa. O tratamento ácido conduziu a um aumento da área superficial específica e mudança na força dos sítios ácidos, diminuindo o número total de sítios ácidos. A amostra submetida a 4 h de tratamento ácido apresentou a área superficial específica (231 m2g-1) mais elevada, enquanto o maior valor de acidez (314,72 μmol g-1) foi apresentado pela amostra tratada por 1 h. A incorporação do níquel levou à amorfização completa das argilas, sem alteração em propriedades texturais. Na pirólise do eucalipto, os catalisadores acidificados levaram à decomposição completa de açúcares e diminuiu a geração de compostos oxigenados, principalmente fenóis, produtos majoritários no processo térmico, sendo o catalisador com 3% Ni o mais eficiente. A adição de polietileno de alta densidade à biomassa, favoreceu a produção de alcenos e alcanos e levou à produção de 74,46% de produtos não oxigenados.