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Tipo do documento: Dissertação
Título: Catalisadores à base de NiO-ZnO obtidos pelo método dos precursores poliméricos para síntese de biodiesel
Autor: Nascimento, Iranilma Maciel 
Primeiro orientador: Alves, Mary Cristina Ferreira
Primeiro coorientador: Ribeiro, Janniely de Melo
Primeiro membro da banca: Farias, Ana Flavia Felix
Segundo membro da banca: Oliveira, Rodrigo José de
Resumo: Os óxidos inorgânicos são materiais promissores para catálise heterogênea, e vêm ganhando destaque nas reações de transesterificação. O óxido de zinco (ZnO) tem se destacado por ser um material com grande potencialidade como catalisador na produção de biodiesel, já o óxido de níquel (NiO) apesar de excelentes propriedades, o mesmo tem sido pouco explorado como catalisador em reações transesterificação. Em adição, os óxidos binários à base de ZnO-NiO vêm despertando interesse da comunidade científica, devido suas propriedades específicas melhoradas, porém o uso desses na produção de biodiesel não é muito relatado. Nesse sentido, no presente trabalho os catalisadores puros (ZnO e NiO) e os binários (Zn 0,95Ni0,05O, Zn0,90Ni0,10O, Ni0,95Zn0,05O, Ni0,90Zn0,10O) foram preparados pelo método dos precursores poliméricos. E são propostos como uma alternativa para reações de transesterificação etanólica de óleo de soja. Os pós foram caraterizados por difração de Raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia na região do UV-Visível (UV-Vis), além de avaliarmos o caráter ácido/básico dos mesmos. Os testes catalíticos foram realizados em reator Parr, utilizando as condições fixas, de temperatura (200°C), tempo (4 horas), percentagem de catalisador de 3%, razão molar óleo: álcool de 1:6 e 1:12, e em seguida, os produtos foram avaliados por viscosidade cinemática. O resultado da análise de DRX permitiu verificar que os sistemas puro (ZnO e NiO) como os sistemas binários (Ni0,95Zn0,05O, Ni0,90Zn0,10O) apresentaram-se monofásicos, enquanto que para os sistemas binários (Zn0,95Ni0,05O, Zn0,90Ni0,10O) apresentaram a fase majoritária do ZnO, e a fase secundária referente ao NiO. Nos sistemas binários monofásicos, um pequeno deslocamento do pico de maior intensidade para ângulos menores foi observado, sendo um possível indicativo de uma boa incorporação para Zn^2+ no NiO. Os resultados de IV corroboram com os resultados de DRX, confirmando a formação do ZnO e NiO, observados pela presença das bandas referentes aos modos vibracionais das ligações Zn-O e Ni-O. Nos espectros de UV- Vis, dos sistemas contendo NiO foram observadas bandas referentes às transições d-d dos íons Ni^2+ e Ni^3+ em sítios octaédricos e tetraédricos, e com a inserção do dopante, os íons Ni^2+ em sítios octaédricos são predominantes. Em relação aos testes catalíticos, os sistemas Zn0,95Ni0,05O e Zn0,90Ni0,10O não foram testados devido a presença da fase secundária. Os catalisadores ZnO e NiO dopado com 10% de Zn, na proporção 1:12, apresentaram os melhores resultados de redução da viscosidade cinemática, ambos com 63,47% de redução. Apenas 10% do ZnO potencializou a capacidade catalítica do óxido de níquel na reação de transesterificação do óleo de soja, apresentando-se como alternativas promissoras para a produção de biodiesel.
Abstract: The inorganic oxides are promising materials for heterogeneous catalysis, and is gaining prominence in the transesterification reactions. Zinc oxide (ZnO) has been outstanding because it is a material with great potential as a catalyst in the production of biodiesel, although nickel oxide (NiO) despite excellent properties, it has been little explored as a catalyst in transesterification reactions. In addition, ZnO-NiO binary oxides have been of interest to the scientific community because of their improved specific properties, but the use of these in the production of biodiesel is not very reported. In this sense, pure catalysts (ZnO and NiO) and binaries (Zn0,95Ni0,05O, Zn0,90Ni0,10O, Ni0,95Zn0,05O, Ni0,90Zn0,10O) were prepared by the polymer precursor method. And are proposed as an alternative for ethanolic transesterification reactions of soybean oil. The powders were characterized by X -ray diffraction (XRD), spectroscopy in the infrared (IR) spectroscopy, UV-visible region (UV- Vis), and evaluate the character of acid / base thereof. The catalytic tests were carried out in a Parr reactor, using the fixed conditions of temperature (200°C), time (4 hours), catalyst percentage of 3%, oil: alcohol molar ratio of 1:6 and 1:12, and then the products were evaluated by kinematic viscosity. The results of the XRD analysis showed that pure systems (ZnO and NiO) as binary systems (Ni0,95Zn0,05O, Ni0,90Zn0,10O) were monophasic, whereas for binary systems (Zn0,95Ni0,05O, Zn0,90Ni0,10O) presented the majority phase of ZnO, and the secondary phase related to NiO. In monophasic binary systems, a small shift from the peak of higher intensity to smaller angles was observed, being a possible indication of a good incorporation for Zn^2+ in NiO. The results of IR corroborate with the results of XRD, confirming the formation of ZnO and NiO, observed by the presence of the bands referring to the vibrational modes of the Zn-O and Ni-O bonds. In the UV-Vis spectra of systems containing NiO, bands were observed for d-d transitions of Ni^2+ and Ni^3+ ions at octahedral and tetrahedral sites, and with the insertion of the dopant, the Ni^2+ ions at octahedral sites are predominant. Regarding the catalytic tests, the Zn0,95Ni0,05O and Zn0,90Ni0,10O systems were not tested due to the presence of the secondary phase. The ZnO and NiO catalysts doped with 10% Zn, in the proportion 1:12, presented the best kinematic viscosity reduction results, both with 63,47% reduction. Only 10% of the ZnO potentiated the catalytic capacity of the nickel oxide in the transesterification reaction of soybean oil, presenting itself as promising alternatives for the production of biodiesel.
Palavras-chave: Óxidos inorgânicos
Óxidos binários
Catálise heterogênea
Biodiesel
Inorganic oxides
Biodiesel
Hterogeneous catalysis
Binary oxides
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: NASCIMENTO, I. M. Catalisadores à base de NiO-ZnO obtidos pelo método dos precursores poliméricos para síntese de biodiesel. 2018. 86f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3306
Data de defesa: 28-Fev-2018
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