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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Marciniuk, Letícia Ledo
Título: Catalisadores Heterogêneos Ácidos Inéditos para a Produção de Ésteres Metílicos e Etílicos de Óleos Vegetais
Ano: 2007
Orientador: Prof. Dr. Ulf Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Biodiesel, Catálise, Catalisadores heterogêneos ácidos
Resumo: Cinco catalisadores heterogêneos ácidos a base de fosfato e metais trivalentes foram sintetizados para a produção de ésteres metílicos e etílicos de óleos vegetais. Os difosfatos ácidos de latânio, cério, samário, alumínio e ferro foram sintetizados pela reação de soluções ácidas de cloretos ou óxidos dos metais trivalentes com pirofosfato de sódio e caracterizados por TG, área superficial, DRX, IV, análise elementar e RMN-P e Al. Esses compostos mostraram-se altamente eficientes tanto nas reações de transesterificação de óleos vegetais quanto na esterificação de ácidos graxos livres, com rendimentos em ésteres superiores a 95 %. As condições reacionais foram estudadas com óleo de soja e difosfato ácido de lantânio, sendo 2 h de reação na metanólise e 1,5 h na etanólise, 175 °C, razão molar de óleo: metanol 1:12 e óleo:etanol 1:9 e 5 % (m/m) de catalisador. Os sólidos não perdem suas atividades catalíticas na presença de água, comprovado pelos rendimentos em ésters de 90 e 97 % para as reações do óleo de soja com álcoois etílicos 80 e 95 %, respectivamente. Os sólidos podem ser reciclados, porém perdem suas atividades catalíticas a partir da segunda reutilização, devido à lixiviação de fosfatos. Provavelmente, tanto a catálise homogênea quanto a heterogênea estão presentes neste processo.
Abstract: Five phosphate-based trivalent metal heterogeneous-acid catalysts have been synthesized for the production of methyl and ethyl ester from vegetable oils. Acids lanthanum, samarium, cerium, aluminium and iron diphosphate were prepared by reacting a sodium diphosphate solution and an acid solution of the trivalent metal chloride or oxide and characterized by TGA, surface area, XRD, FTIR, elemental analysis, NMR-P and Al. These compounds were applied in the production of biodiesel. They are highly active even for the simultaneous transesterification of vegetable oils and esterification of free fatty acids, with yields above 95 %. The reaction conditions were optimized for soybean oil and acid lanthanum diphosphate at 175 °C, for 2 h reaction for methanolysis and 1.5 h for ethanolysis, molar ratio of methanol:oil 12:1 and ethanol:oil 9:1 and 5 % (w/w) of catalyst. The solids are efficient in the presence of water given yields in esters of 90 and 97 % for the transesterification of soybean oil with 80 and 95 % hydrated ethanol, respectively. The catalysts can be recycled, however, they lose their catalytic activities from the second re-use, due to leaching of the phosphate. Probably, both homogeneous and heterogeneous catalysis are envolved in this process.
Arquivo (Texto Completo): 000405974.pdf (tamanho: 1,68 MB)

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