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Title: Hidrogenólise do glicerol sobre catalisadores bimetálicos rutênio-cobre suportados em zircônia sulfatada e zircônia tungstenada
Authors: Salgado, Ana Luíza de Paula
metadata.dc.contributor.advisor: Passos, Fabio Barboza
metadata.dc.contributor.advisorco: Soares, André Von Held
metadata.dc.contributor.members: Lima, Thiago de Melo
Ramirez, Maria Helena Brijaldo
Issue Date: 2021
Citation: SALGADO, Ana Luiza de Paula. Hidrogenólise do glicerol sobre catalisadores bimetálicos rutênio-cobre suportados em zircônia sulfatada e zircônia tungstenada. 2021. 141f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2021.
Abstract: Nas últimas décadas, o aquecimento global e a preocupação mundial com o meio ambiente foram responsáveis pela crescente busca por fontes de energias renováveis. Entre outros, o biodiesel passou a ser uma alternativa viável na substituição de combustíveis de origem fóssil. Entretanto seu subproduto, o glicerol, vem excedendo a sua demanda industrial e por esse motivo, sua conversão em produtos de maior valor agregado é de grande importância. Com o objetivo de produzir 1,2-propanodiol e 1,3-propanodiol a partir da conversão de glicerol, foram estudados neste trabalho catalisadores monometálicos e bimetálicos de rutênio e cobre suportados em zircônia sulfatada e zircônia tungstenada para a hidrogenólise do glicerol. Os catalisadores foram preparados pelo método de impregnação seca, de modo a manter o teor de 2,5% (g/g) para cada metal. Os catalisadores foram analisados por meio de difração de raios-X (DRX), espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (EDX), fisissorção de nitrogênio, quimissorção de H2 e CO, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Testes catalíticos foram realizados em um reator batelada de alta pressão (Parr) de modo a avaliar a atividade catalítica. Os catalisadores monometálico de rutênio e bimetálico rutênio-cobre suportados em WO3-ZrO2 apresentaram bons resultados de atividade. O catalisador Ru/WO3-ZrO2 apresentou seu melhor resultado a 200 oC, pressão inicial de H2 de 2,5 MPa (a 20 ºC) e 24 h de tempo de reação, com um TOF de 26,8x10-3 s-1 uma conversão de 66% e seletividade de 59% para 1,2-propanodiol. Como esperado, a adição de cobre ao catalisador Ru/WO3-ZrO2 acarretou no geral em uma queda na conversão, mas também em um aumento da seletividade para 1,2-propanodiol. Entretanto, ao aumentar a pressão do sistema e mantê-la constante, houve um aumento na conversão e uma queda na seletividade com o uso do catalisador Ru-Cu/WO3-ZrO2. Já os catalisadores suportados em SO4-ZrO2 não apresentaram significativa atividade nas condições reacionais testadas, provavelmente devido ao envenenamento dos catalisadores pelo enxofre.
metadata.dc.description.abstractother: In the last few decades, global warming and global concern for the environment have been responsible for the growing search for renewable energy sources. Among others, biodiesel has become a viable alternative to replace fossil fuels. However, its by-product, glycerol, has been exceeding its industrial demand and for this reason its conversion into higher value-added products is of great importance. With the goal of producing 1,2-propanediol and 1,3-propanediol by the conversion of glycerol, monometallic and bimetallic catalysts of ruthenium and copper supported on sulfated zirconia and tungsten zirconia for the glycerol hydrogenolysis were studied. The catalysts were prepared by the dry impregnation method, in order to achieve a 2.5% wt loading for each metal. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), nitrogen physisorption, H2 and CO chemisorption, X-Ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Catalytic tests were carried out in a high-pressure batch reactor (Parr) in order to evaluate the catalytic activity. The monometallic ruthenium and bimetallic ruthenium-copper catalysts supported over WO3-ZrO2 showed good activity results. Ru/WO3-ZrO2 showed its best results at 200 oC, initial H2 pressure of 2.5 MPa (20ºC) and 24 h reaction time, with a TOF of 26,8x10-3 s-1, conversion of 66% and selectivity of 59% to 1,2-propanediol. As expected the addition of copper to Ru/WO3-ZrO2 catalyst resulted in general in a decrease in conversion, but also an increase in selectivity for 1,2-propanediol. However, by increasing the system pressure and keeping it constant there was an increase in conversion and a drop in selectivity with the use of Ru-Cu/WO3-ZrO2.The catalysts supported on SO4-ZrO2, on the other hand, did not show significant activity in the tested reaction conditions, probably due to poisoning by sulfur.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/17041
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