CUNHA, Ambrosio Martins da. Síntese e caracterização de óxidos a base de cobre disperso em suportes com características ácidas para reações de desidratação de glicerol em fase gás. 2016. 60 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-04-03T20:52:24Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_amcunha.pdf: 6570565 bytes, checksum: 8a043e080176c4a731718ddb546453fd (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-03T23:06:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_amcunha.pdf: 6570565 bytes, checksum: 8a043e080176c4a731718ddb546453fd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T23:06:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_amcunha.pdf: 6570565 bytes, checksum: 8a043e080176c4a731718ddb546453fd (MD5) Previous issue date: 2016 / The use of excess glycerol by catalytic conversion to higher value-added products has been widely studied to give a nobler destination this co-product, by valuing the biodiesel production chain. Among the glycerol catalytic conversion processes is the dehydration that stands out. To evaluate the effect of inclusion of acid oxides (zirconium oxide and tungsten oxide) in the catalytic activity for glycerol dehydration reaction in gas phase, catalysts were synthesized by the polymeric precursor method and impregnation wet. The synthesized catalyst (Al2O3; WO3/Al2O3; CuO/WO3/Al2O3; ZrO2/Al2O3; CuO/ZrO2/Al2O3) were characterized by fluorescent X-ray (XRF), N2 isotherms adsorption, pyridine isotherms adsorption, X-ray diffraction (XRD) and temperature programed reduction (TPR), scanning electron microscopy (SEM). After the catalytic tests, the samples were subjected to thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD). The catalytic tests were conducted in a continuous flow reactor at 250 ° C under N2 and H2 environments. The catalysts obtained were active in glycerol dehydration at gas phase and the selective acetol presenting best conversion results in a reducing atmosphere. The addition of zirconium oxide and tungsten oxide led to the formation of more active catalysts, improved conversions of pure alumina. The copper oxide contributed to the increased selectivity of the catalysts acetol. / O aproveitamento do glicerol excedente pela conversão catalítica à produtos de maior valor agregado vem sendo bastante estudado no sentido de dar um destino mais nobre a este coproduto, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. Dentre os processos de conversão catalítica do glicerol, destaca-se a sua desidratação. Com o intuito de avaliar a influência da inserção de óxidos ácidos (óxido de zircônio e óxido de tungstênio) na atividade catalítica para a reação de desidratação do glicerol em fase gás, foram sintetizados catalisadores pelo método dos precursores poliméricos e por impregnação por via úmida. Os catalisadores sintetizados (Al2O3; WO3/Al2O3; CuO/WO3/Al2O3; ZrO2/Al2O3; CuO/ZrO2/Al2O3) foram caracterizados por fluorescência de raios-X (FRX), isotermas de adsorção de N2, isotermas de adsorção de piridina, difração de raios-X (DRX), redução em temperatura programada (TPR) e Microscopia eletrônica de varredura (MEV). Posteriormente aos testes catalíticos as amostras foram submetidas à análise termogravimétrica (TG) e difração de raios-X (DRX). Os testes catalíticos foram realizados em um reator de fluxo contínuo à 250°C sob atmosfera de N2 e H2. Os catalisadores obtidos foram ativos na desidratação do glicerol em fase gás e seletivos a acetol apresentando melhores resultados em atmosfera redutora. A adição de óxido de zircônio e óxido de tungstênio conduziu à formação de catalisadores mais ativos, melhorando as conversões da alumina pura. O óxido de cobre contribuiu para o aumento da seletividade dos catalisadores à acetol.

108 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-08T14:18:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T15:31:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-06T15:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / O aproveitamento do glicerol excedente pela conversão catalítica a produtos de maior valor agregado vem sendo bastante estudado no sentido de dar um destino mais nobre a este coproduto, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. Dentre os processos de conversão catalítica do glicerol destaca-se a sua desidratação a acroleína, um produto de grande interesse da Química Fina, que pode ser utilizada como matéria-prima para a produção de ácido acrílico, polímeros superabsorventes produtos farmacêuticos, entre outros. Os zeólitos são catalisadores bastante ativos para a desidratação do glicerol a acroleína, devido às suas propriedades ácidas e texturais, mas sua principal limitação é a rápida desativação por formação de coque, como resultado da acidez excessiva e dos pequenos diâmetros de poros encontrados nestes materiais. Uma alternativa promissora é o uso de materiais derivados de zeólitos de precursores lamelares, que permitem ajuste das propriedades ácidas e texturais através de processos de pilarização e exfoliação. Neste trabalho, o precursor lamelar de estrutura MWW foi sintetizado nas razões molares SiO2/Al2O3 = 30, 50 e 80, e convertidos ao zeólito MCM-22 por calcinação, ao derivado pilarizado com SiO2, conhecido como MCM-36 e ao derivado exfoliado, denominado ITQ-2. As amostras foram caracterizadas por DRX, FTIR, TG/DTG, análise textural, MEV e TPD-NH3. Os materiais foram avaliados na reação de desidratação do glicerol à acroleína em fase gasosa e os parâmetros reacionais temperatura, tempo de contato (W/F) e concentração de glicerol foram ajustados com o zeólito MCM-22 na razão molar SiO2/Al2O3 = 30. As condições que favoreceram maiores conversões e seletividades foram empregadas para avaliar os materiais MCM-36 e ITQ-2. Os difratogramas de raios-X comprovaram que a síntese dos materiais foi bem sucedida, apresentando os picos característicos da topologia MWW. A análise textural mostra uma diminuição do volume de microporos e um aumento do volume de mesoporos, consistente com os processos de pilarização e exfoliação do precursor lamelar de estrutura MWW. O processo de exfoliação aumenta a acessibilidade aos sítios ácidos, enquanto a pilarização provoca o bloqueio dos sítios ácidos de natureza zeolítica e criação de novos sítios ácidos devidos aos pilares de SiO2. O melhor desempenho do MCM-36 na conversão de glicerol pode ser associado a sua dupla porosidade, a qual não permite que os canais/sítios ativos sejam obstruídos pela formação de resíduos carbonáceos, e consequentemente, permite que este material seja ativo por mais tempo, no entanto apresenta baixa seletividade a acroleína e formação de subprodutos gasosos. O ITQ-2 mostrou-se altamente seletivo a acroleína, resultado da maior densidade de sítios ácidos e maior acessibilidade aos sítios zeolíticos presentes nas semicavidades superficiais das lamelas. Em todos os materiais o aumento da razão molar SiO2/Al2O3 resulta num decréscimo da conversão do glicerol e da seletividade à acroleína. O principal mecanismo de desativação destes materiais é a formação de coque, que pode ser eliminado por tratamento em atmosfera oxidante a 500°C. O ITQ-2 apresentou uma boa recuperação em três ciclos reacionais / Salvador

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-29T15:57:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / CAPES / A produção de biodiesel no Brasil é hoje uma realidade, mas para que o processo seja economicamente viável faz-se necessário o aproveitamento do glicerol obtido como coproduto. Produtos mais rentáveis podem ser obtidos por diversas rotas catalíticas. A acroleína que é um intermediário químico na produção de ácido acrílico e seus polímeros pode ser obtida pela desidratação de glicerol, em fase gasosa. Esta reação é favorecida sobre catalisadores ácidos, especialmente os zeólitos. Estes materiais são aluminossilicatos microporosos, com estrutura tridimensional e acidez que pode ser ajustada pela razão molar SiO2/Al2O3. A depender da estrutura do zeólito, de sua acidez e propriedades texturais, podem ser obtidas altas conversões e seletividades na desidratação do glicerol a acroleína, em fase gasosa, mas geralmente observa-se rápida desativação pela deposição de coque. Os melhores resultados de conversão de glicerol na literatura foram obtidos com o zeólito H-β e o H-ZSM-5. Porém, apesar do zeólito ferrierita apresentar baixa conversão e da não existência de estudos exploratórios dessa topologia na literatura Kim e colaboradores apontam melhores seletividades a acroleína para o zeólito ferrieita. O zeólito ferrierita (FER) é composto estruturalmente por canais com anéis de dez membros intersectados perpendicularmente a canais formados por anéis de oito membros. A síntese hidrotérmica estática deste zeólito pode ser realizada em meio hidróxido ou fluoreto. Ademais, diferentes composições de gel de síntese são encontradas na literatura utilizando diferentes agentes direcionadores de estrutura. Neste trabalho a síntese do zeólito ferrierita foi realizada utilizando etilenodiamina, em meio hidróxido e piridina e/ou n-butilamina para o meio fluoreto, com diferentes razões molares SiO2/Al2O3. Os materiais foram caracterizados e avaliados cataliticamente na desidratação do glicerol a acroleína em fase gasosa. A utilização de ar sintético como gás de arraste, regenera sítios ácidos coqueados nas primeiras horas de teste catalítico e, mantém a conversão de glicerol e a seletividade a acroleína praticamente constantes nas demais horas de reação. A medida que aumenta a razão SiO2/Al2O3 maior a fração de sítios ácidos moderados e melhor o desempenho catalítico. A temperatura de 300ºC foi a que conduziu melhores atividades para os zeólitos obtidos nos dois meios. A medida que se aumenta o tempo espacial, maior a seletividade a acroleína. A variação da razão H2O/glicerol indicou que, mesmo com o aumento da concentração de glicerol para 50%, se obteve resultados de conversão e seletividades próxima àquelas da solução 36,6%, o que é de extrema importância no aproveitamento de glicerol. Os catalisadores obtidos em meio fluoreto apresentaram ativos na desidratação do glicerol, mesmo apresentando menor densidade total de sítios ácidos. Além disso, estes catalisadores após teste catalítico apresentam baixa desativação e pouca percentagem de coque deposita / Biodiesel production in Brazil is a reality, but that the process is economically viable it is necessary the use of glycerol obtained as co-product. Various catalytic routes can obtain most profitable products. The acrolein, which is a chemical intermediate in the production of acrylic acid and its polymers, can be obtained by dehydration of glycerol in the gas phase. This reaction is favored over acid catalysts, especially zeolites. These materials are microporous aluminosilicates with three dimensional structure and acidity can be adjusted by the SiO2/Al2O3 molar ratio. Depending on the zeolite structure, acidity and textural properties can be obtained in high conversions and selectivities dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase, but typically observed rapid deactivation by coking. The best conversion of glycerol results in the literature have been obtained with H-β zeolite and H-ZSM-5. However, despite the ferrierite zeolite have low conversion and lack of exploratory studies of this topology in literature Kim et al. point out best selectivities for acrolein ferrieita zeolite. The zeolite ferrierite (FER) consists structurally by channels with rings ten members intersected perpendicularly to channels formed by rings of eight members. The static hydrothermal synthesis of the zeolite can be performed in the middle hydroxide or fluoride. Furthermore, different synthesis gel compositions are found in the literature using different drivers agents structure. In this paper the synthesis of zeolite ferrierite as performed using ethylenediamine in the middle hydroxide and pyridine and/ or n- butylamine in fluoride medium with different SiO2/Al2O3 molar ratios. The materials were characterized and evaluated in the catalytic dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase. The use of synthetic air as carrier gas, regenerates the coque in the acid sites in the early hours of catalytic test and keeping the conversion of glycerol and the selectivity to acrolein nearly constant in the remaining hours of reaction. As increases the SiO2/Al2O3 higher the fraction of moderate acid sites and the best catalytic performance. The temperature was 300°C led to the best activities for the zeolites obtained in two ways. As one increases the space time, the higher the selectivity to acrolein. The variation of the ratio H2O/glycerol indicated that even with increasing glycerol concentration for 50% conversion was obtained results and those of the next solution selectivity 36.6%, which is extremely important in the use of glycerol. The catalysts obtained in medium fluoride had assets in glycerol dehydration, even with lower total density of acid sites. Further, these catalysts after the catalytic test and deactivation have low low percentage of deposited coke.

Environmental problems generated due the widespread use of fossil fuels has led the search for new energy alternatives. In this context, the biodiesel emerged as a product of great interest. However, the increase in the biofuel production leads to the production of large amounts of glycerol, which emerges as a cheap raw material with high functionality to produce different products such acrolein (currently it is obtained by selective propylene oxidation), 1,2-propanediol and others. In this study, previously, was performed a theorical and thermodynamic study of acrolein production from glycerol and others products. Catalytic tests from glycerol under different acid solid catalysts, such as materials based on alumina, niobium and zeolite, temperatures between 275 and 350°C and atmospheric pressure were performed. The catalysts were characterized by nitrogen physisorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed desorption (TPD) and temperature programmed oxidation (TPO). The aim of this study is to evaluate the performance of catalysts and reaction temperature influence, in the formation of products as acrolein and acetol, main products of the reaction of dehydration of glycerol. / Problemas ambientais gerados devido ao uso generalizado de combustíveis fósseis têm levado a busca por novas alternativas energéticas. Nesse contexto, o biodiesel, surge como um combustível de grande interesse. Entretanto, o aumento na produção deste biocombustível acarreta a produção de grandes quantidades de glicerol, que por sua vez, desponta como uma matéria-prima com baixo valor de mercado e de grande funcionalidade para produção de diferentes produtos, tais como a acroleína (atualmente obtido pela oxidação seletiva do propeno), 1,2-propanodiol, entre outros. Neste trabalho, previamente foi realizado um estudo teórico e termodinâmico da reação de formação da acroleína e outras possíveis reações que podem ocorrer no sistema reacional. Testes catalíticos a partir do glicerol sob diferentes catalisadores sólidos ácidos, tais como materiais a base de alumina, nióbio e zeólita, temperaturas entre 275 e 350°C e pressão ambiente foram realizados. Os catalisadores foram caracterizados por fisissorção de nitrogênio, difratometria de raio-x (DRX), dessorção à temperatura programada (TPD) e oxidação à temperatura programada (TPO). O objetivo deste trabalho é a avaliação do desempenho de catalisadores e da influência da temperatura reacional na formação de produtos como a acroléina e acetol, principais produtos da reação de desidratação do glicerol. / Mestre em Engenharia Química