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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação catalítica do NiO simples e sulfatado (NiO-SO4²-) aplicado na reação de transesterificação e esterificação etílica
Autor: Torres, Cleber da Silva
Primeiro orientador: Alves, Mary Cristina Ferreira
Primeiro coorientador: Ribeiro, Dannielly de Melo
Primeiro membro da banca: Brito, Deoclécio Ferreira de
Segundo membro da banca: Farias, Ana Flávia Félix
Resumo: A literatura aponta que o uso de catalisadores à base de óxidos simples e modificados em reações de transesterificação e esterificação para obtenção do biodiesel é crescente devido, principalmente, as suas atividades e ao seu papel no desenvolvimento econômico. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de um catalisador à base de óxido de níquel simples (NiO) e sulfatado (NiO-SO4^2-) obtidos pelo método dos precursores poliméricos, calcinado à 600 e 700 ºC, visando avaliar a influência das diferentes temperaturas de cristalização e a sulfatação, na produção de biodiesel via reação de transesterificação e reação de transesterificação simultânea a esterificação (TES). Os óxidos de níquel simples e sulfatados foram caracterizados por Difração de Raios–X, Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho, Espectroscopia Raman e Espectroscopia de Absorção na Região do UV–Vis, em seguida, foram realizados os testes catalíticos em um reator Parr, utilizando os óleos de soja comercial e residual de frituras, e condições reacionais: razão molar etanol:óleo 6:1; porcentagem do catalisador 3% em massa; tempo reacional de 4 h e temperatura de 200 ºC. As análises de difração de raios-X evidenciaram três picos bem definidos referentes à estrutura cúbica de face centrada do NiO, com grupo espacial Fm-3m, conforme a ficha cristalográfica (ICDD-PDF Nº 00-047-1049). Os espectros de absorção na região do infravermelho apresentaram bandas características do NiO e bandas características do grupo SO4^2- na superfície do NiO, indicando a efetiva sulfatação. Os espectros Raman evidenciaram os modos, longitudinal de primeira e segunda ordem, transversal de segunda ordem e a interação de ambos, referentes ao NiO e a influência sobre esses modos causados pelo grupo sulfato. Em relação aos espectros de absorção na região do UV–Vis foram observadas bandas referentes à transição de transferência de carga ligante-metal, bandas correspondente ao Ni2+ em ambiente octaédrico, que prevalecem nas amostras de NiO simples, logo, com o processo de deposição do grupo sulfato, bandas referentes ao Ni^2+ em ambiente tetraédricos. Quanto aos testes catalíticos, os catalisadores testados apresentaram uma atividade catalítica interessante para a produção de biodiesel. A amostra catalisada por NiO-SO4^2- calcinada à 600 ºC foi a que apresentou a melhor eficiência na reação de transesterificação etílica do óleo de soja comercial, com uma redução de viscosidade de 52,40 %.
Abstract: Literature has shown the increase use of catalyst based on simple and modified oxides in transesterification and esterification for biodiesel obtention; this is due mainly to its role and economic activity development. Regarding, the objective of the present work was to obtain a simply catalyst having nickel oxide (NiO) and sulfates (NiO-SO4^2-) by the polymeric precursors method, and in order to evaluate how different temperatures can influence in the crystallization and sulfation of the materials in transesterification/esterification process, temperatures of 600 and 700 ºC were used. This method evaluates the biodiesel production through transesterification reaction and simultaneous transesterification and esterification (TES). Synthesized nickel oxides were characterized by X-Ray Diffraction, Infrared Absorption Spectroscopy, Raman Spectroscopy and UV-vis Spectroscopy. Catalytic tests were conducted inside a parr reaction using commercial soybean and frying residual oils under the necessary condition for the reaction: molar ration ethanol/oil (6:1), catalyst percentage of 3% mass in a reaction time of 4h and temperature of 200 ºC. The X-Ray Diffraction analysis showed three well defined peaks resulting from the faced centered cubic structure of NiO, with spatial group Fm-3m, according crystallographic record (JCPDS Nº 00- 047-1049). For the Infrared spectrum region, it was observed the presence of characteristic bands of NiO and SO4^2- , the latter is present in the surface of the former; it is a sulfation efficiency indicator. Raman spectrum analysis showed longitudinal first and second mode order, transversal second order and the interaction between both; theses modes referred to NiO and the influence sulfates groups caused on them. In UV-vis spectroscopy region, bands for ligand-metal charge transfer (LMCT), octahedral Ni^2+ in simple NiO samples, and tetrahedral Ni^2+ were observed by disposition of sulfate groups. The tested catalysts showed an interesting catalytic activity for the production of biodiesel. With a conversion rate below 55% for soybean commercial and residual oil. For the catalyzed sample with calcinated NiO-SO4^-2 (600 ºC) the best efficiency was observed for the ethyl transesterification reaction of the commercial soybean oil viscosity reduction of 52,40%
Palavras-chave: Biodiesel
Catálise heterogênea
Óleo de soja
Óxido de níquel
Biodiesel
Heterogeneous Catalysis
Nickel oxide
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Citação: TORRES, Cleber da Silva. Avaliação catalítica do NiO simples e sulfatado (NiO-SO4²-) aplicado na reação de transesterificação e esterificação etílica. 2020. 76f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4046
Data de defesa: 29-Mai-2020
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