Banca de DEFESA: JORDAN GONZAGA ANDRADE BATISTA SILVA
Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.DISCENTE : JORDAN GONZAGA ANDRADE BATISTA SILVA
DATA : 25/03/2019
HORA: 14:00
LOCAL: Sala de aula PPEQ
TÍTULO:
Catalisadores de Ru/Nb2O5 para a Reação de Hidrogenação da Glicose a Sorbitol
PALAVRAS-CHAVES:
Sorbitol, glicose, hidrogenação, óxido de nióbio, rutênio, Ru/Nb2O5.
PÁGINAS: 122
RESUMO:
A indústria química vem demonstrando, ao longo dos últimos anos, um crescente interesse no uso de fontes renováveis na produção de bens de consumo. Nesse sentido, a biomassa lignocelulósica, devido às suas características e disponibilidade, pode substituir fontes fósseis, como o petróleo. A biomassa é matéria-prima para obtenção de moléculas mais complexas, chamadas "moléculas plataforma", de alto valor agregado. Entre essas plataformas moleculares, destaca-se o sorbitol, que é utilizado na indústria de alimentos, cosméticos e farmacêutica. O sorbitol é o mais proeminente entre polióis, devido ao seu amplo uso na produção de vitamina C, como substituto da glicose e na produção de biopolímeros. Na indústria, para produção de sorbitol utilizam-se catalisadores heterogêneos de Ru/C ou Ni-Raney, embora outros suportes tenham sido testados, tais como zeólitas (ZSM5) e óxidos (Al2O3). No entanto, tais suportes apresentam desvantagens como o alto custo de produção e lixiviação com contaminação do produto.
O presente trabalho tem como objetivo estudar catalisadores de Ru/Nb2O5, em diferentes concentrações de rutênio e, em duas fases morfológicas (fase amorfa e cristalina – fase TT) na hidrogenação da glicose a sorbitol. Os suportes catalíticos foram preparados a partir do óxido de nióbio hidratado submetidos a tratamento térmico e, posteriormente, impregnados com o sal de RuCl3, obtendo diferentes teores metálicos. Os catalisadores e suportes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), isoterma de N2, área superficial específica pelo método BET (Brunauer, Emmett e Teller), volume de poros pelo método BJH (Barrett, Joyner e Halenda), redução à temperatura programada (RTP - H2), análise termogravimétrica e análise térmica diferencial (TG/DTA), espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os precursores dos catalisadores foram reduzidos em reator de vidro a 250 °C por 3 h em fluxo de H2/N2 (5%). Em seguida, 500 mg de catalisador e uma solução aquosa de glicose 10% (m/v) foram adicionados em um reator batelada do tipo Parr e avaliados nas condições de operação de 100 °C, 60 bar de H2 e 700 rpm, por 4 h. Os produtos da reação foram analisados por cromatografia líquida de alta resolução (CLAE).
Verificou-se que o preparo dos catalisadores pelo método de impregnação úmida foi eficaz para obtenção das concentrações de Ru estudadas. Além disso, entre os teores estudados, o teor de 5% (m/m) de rutênio apresentou os melhores resultados de conversão da glicose e rendimento em sorbitol. A mudança de fase do suporte de Nb2O5 afetou significativamente os resultados de conversão da glicose e seletividade ao produto desejado. Para o suporte na fase amorfa obteve-se conversão 52,5% e seletividade de 54,9% para sorbitol. Para fase cristalina TT, o resultado foi de 84,6% de conversão e 98% de seletividade ao mesmo produto. O melhor desempenho foi observado no catalisador 5% Ru com suporte em fase cristalina e pode ser atribuído a modificações nas propriedades texturais do material, como a presença de poros de maiores diâmetros, que facilitam o transporte de reagentes aos sítios ativos, bem como pode estar associado ao efeito sinérgico entre o Ru e óxido de nióbio com estrutura mais ordenada e de transição do óxido (fase TT) que permite maior interação com o reagente.
MEMBROS DA BANCA:
Interno - 1649202 - LEONARDO SENA GOMES TEIXEIRA
Interno - 2229111 - LUIZ ANTONIO MAGALHAES PONTES
Externo à Instituição - RONALDO COSTA SANTOS - UNIFACS
Externo à Instituição - DALMO MANDELLI - UFABC