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Título: Catalisadores de Ru/C e bimetálicos de Ni e Fe: aplicação na conversão de derivados da biomassa, destacando os compostos furânicos
Título em inglês: Ru/C and bimetallic Ni-Fe catalysts: Application to the upgrade of biomass derivatives, especially of furanics
Autor(es): Sousa, Adriano Freitas de
Orientador(es): Longhinotti, Elisane
Palavras-chave: Biomassa
Furfural
2-metilfurano
Data do documento: 2018
Citação: SOUSA, A. F. (2018)
Resumo: A demanda por energia, na forma de combustíveis e produtos químicos está aumentando devido ao crescente desenvolvimento da economia mundial de modo geral. Atualmente, a matriz energética principal é o petróleo, no entanto por constantes mudanças no preço, devido a tensões nos principais países produtores ou oscilações do mercado, está ocorrendo novo aumento nos preços do petróleo bruto, com o consequente aumento nos valores dos produtos químicos derivados, dos subprodutos e da energia. Atualmente, a biomassa é a alternativa mais promissora para a substituição dos combustíveis fosseis e para a produção de produtos químicos, semelhantes aos utilizados no nosso cotidiano. Nesse trabalho, foi investigado o processo catalítico de valorização da biomassa, especificamente a conversão de furfural para 2-metilfurano, através da reação de hidrodeoxigenação. Incialmente, estudou-se o efeito do doador de hidrogênio na reação, quando se utiliza uma fonte direta de hidrogênio molecular sobre catalisador de Ru parcialmente oxidado. Neste estudo percebemos diferenças de quando se utiliza uma fonte indireta, como a distribuição dos produtos, menor rendimento para MF e maior formação de produtos gasosos, sendo proposto ainda, um mecanismo de reação baseado no efeito isotópico cinético para a conversão de furfural para MF, nestas condições. Posteriormente, utilizamos catalisadores mono e bimetálicos suportados em alumina, sílica e carbono, para avaliar os efeitos da pressão, do suporte, da temperatura e do solvente. Uma conversão completa foi atingida, utilizando catalisadores bimetálicos suportados em carbono e alumina na proporção de 1:1 de metais na temperatura de 220oC obtendo-se um rendimento para MF de 64% com fonte indireta e 70% com fonte direta de hidrogênio. Este resultado concorda com os resultados de TPR-H2, MEV e isotermas de N2 que mostraram uma boa dispersão dos metais no suporte de carbono, além de uma alta área superficial.
Abstract: The demand of energy, fuels and chemicals is increasing due to the strong growth of some countries in the developing world and the development of the world economy. Nowadays the fossil fuels and crude oil based petroleum products are the major sources of energy used in the world. However, due to increase in the price of oil, caused by reductions in oil supplies. Currently, the biomass is the most promising alternative to fossil fuels to produce chemicals and fuels. In this work, the development of catalytic processes for the valorization of biomass-derived has been investigated. Initially, we studied the effect of the hydrogen donor on the hydrodeoxygenation reaction under Ru/C catalyst. Herein, we examine the use and role of the H2 over Ru/C in a furfural hydrodeoxygenation (HDO) reaction and subsequently show that temperature is sensitive parameters in obtaining MF selectively from furfural. As a result, the use of external H2 produces a drastically different product distribution than when 2-propanol is used as the hydrogen source. Subsequently, the hydrodeoxygenation from furfural to MF was performed using mono and bimetallic catalysts based on Fe and Ni and supported on carbon, alumina or silicon. A complete conversion was performed using bimetallic catalysts supported on carbon and alumina at 220 oC with high yield to MF. This result is consistent with the analysis by TPR-H2, MEV and N2 isotherms that revealed highly dispersed supported metal and a high surface area of the carbon support.
Descrição: SOUSA, Adriano Freitas de. Catalisadores de Ru/C e bimetálicos de Ni e Fe: aplicação na conversão de derivados da biomassa, destacando os compostos furânicos. 2018. 113 f. Tese (Doutorado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/31691
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