Hidrogenólise do glicerol sobre catalisadores bimetálicos rutênio-cobre suportados em zircônia sulfatada e zircônia tungstenada

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.