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MARIA ROSIANE DE ALMEIDA ANDRADE - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 4020246 bytes, checksum: 96bceac541ee13322a3c142ca97018a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-19T12:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017-10-26 / Capes / A diminuição das reservas de combustíveis fósseis devido a grande demanda por energia e as alterações climáticas causadas pela emissão de gases do efeito estufa têm incentivado o desenvolvimento de novas fontes de energia, como o biodiesel. O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, resíduos de óleos e gorduras animais. A principal rota de produção do biodiesel é a transesterificação metílica de triglicerídeos na presença de um catalisador básico homogêneo, mas este tipo de catalisador produz sabão e não é recuperado. Nesse sentido, estudos têm sidos desenvolvidos para produzir um catalisador heterogêneo capaz de obter elevadas conversões em ésteres e que seja facilmente recuperado e reutilizado. Dentre os catalisadores heterogêneos destacam-se os catalisadores de molibdênio devido a sua acidez de Lewis e Brønsted-Lowry, suportados em sílicas mesoporosas, como a peneira molecular MCM-41 que apresenta alta estabilidade térmica, elevada área superficial, grande volume de poros e distribuição de mesoporos ordenados que possibilitam a incorporação de metais em sua estrutura. Dessa forma o objetivo do presente trabalho é sintetizar o catalisador MoO3/MCM-41 e avaliar seu potencial catalítico na reação de transesterificação metílica do óleo de soja e testar sua atividade no seu reprocessamento. Para isso, inicialmente a peneira molecular MCM-41 foi obtida por um processo hidrotérmico a 30 °C por 24 h, utilizando o ortossilicato de tetraetila (TEOS), o brometo de cetiltrimetilamônio (CTABr), o hidróxido de amônio (NH4OH) e a água, e em seguida, passou por um processo de ativação por calcinação para remoção do direcionador estrutural. Posteriormente, foi incorporado na estrutura da MCM-41 o precursor heptamolibdato de amônio, por saturação de volume de poro, nas porcentagens (em massa) de 10, 20, 30, 40 e 45 %. A obtenção do MoO3 sob a peneira molecular MCM-41 se deu através do processo de ativação por calcinação. A partir dos resultados obtidos nos difratogramas de raios X foi possível confirmar a formação da peneira molecular MCM-41, bem como identificar os picos referentes ao MoO3. Os óleos obtidos nas reações de transesterificação apresentaram densidade e viscosidade dentro dos padrões estabelecidos pela resolução da Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) N° 51 de 25/11/2015, porém o índice de acidez não ficou dentro do limite máximo permissível e apenas os catalisadores com 10, 20 e 30 % de MoO3 conseguiram converter ao valor mínimo de ésteres. Os catalisadores de 30, 40 e 45% de trióxido de molibdênio apresentaram uma boa estabilidade catalítica nos dois ciclos de reuso, com uma redução máxima da atividade catalítica de 2,38%. Os óleos obtidos com a reutilização destes catalisadores apresentaram densidade e viscosidade dentro dos limites estabelecidos pela ANP. / The decline in fossil fuel reserves due to high demand for energy and climate change caused by greenhouse gas emissions has encouraged the development of new energy sources such as biodiesel. Biodiesel is a biodegradable fuel derived from renewable sources, which can be produced from vegetable oils, waste oils and animal fats. The main production route of biodiesel is the methyl transesterification of triglycerides in the presence of a homogeneous basic catalyst, but this type of catalyst produce soap and are not recovered. In this sense, studies have been developed to produce a heterogeneous catalyst capable of obtaining high conversions into esters and that is easily recovered and reused. Among the heterogeneous catalysts, there is one that stands out the molybdenum catalysts due to their acidity of Lewis and Brønsted-Lowry, supported in mesoporous silicas, such as the MCM-41 molecular sieve, which presents high thermal stability, high surface area, large pore volume and distribution of ordered mesopores that allow the incorporation of metals in its structure. Thus the objective of the present work is to synthesize the MoO3/MCM-41 catalyst and to evaluate its catalytic potential in the reaction of methyl transesterification of soybean oil and to test its activity in its reprocessing. For this purpose, the molecular sieve MCM-41 was initially obtained by a hydrothermal process at 30 °C for 24 hours using tetraethyl orthosilicate (TEOS), cetyltrimethylammonium bromide (CTABr), ammonium hydroxide (NH4OH) and water and then passed by a calcination activation process to remove the structural driver. Subsequently, the ammonium heptamolybdate precursor was incorporated into the MCM-41 structure by pore volume saturation, in the percentages (in mass) of 10, 20, 30, 40 and 45%. The MoO3 under the MCM-41 molecular sieve was obtained by the calcination activation process. From the results obtained in the X-ray diffractograms it was possible to confirm the formation of the molecular sieve MCM-41, as well as to identify the peaks related to MoO3. The oils obtained in the transesterification reactions presented density and viscosity within the standards established by the Resolution of the National Agency of Petroleum Natural Gas and Biofuels. (ANP) N°. 51 of 11/25/2015, but the acidity index was not within the maximum allowable limit and only the Catalysts with 10, 20 and 30% MoO3 were able to convert to the minimum value of esters. The catalysts of 30, 40 and 45% of molybdenum trioxide showed good catalytic stability in the two cycles of reuse, with a maximum reduction of catalytic activity of 2.38%. The oils obtained with the reuse of these catalysts showed density and viscosity within the limits established by the ANP.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/2023 |
| Date | 19 October 2018 |
| Creators | ANDRADE, Maria Rosiane de Almeida. |
| Contributors | SOUSA, Bianca Viana de., ARAÚJO, Antônio Carlos Brandão de., SILVA, Sidiney Kleber da. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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