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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22623
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Síntese do carbonato de glicerol catalisada por óxidos mistos de Zn-Al promovidos por Zr, Ce e La |
Título(s) alternativo(s): | Glycerol carbonate synthesis catalyzed by Zn-Al mixed oxides promoted by Zr, Ce and La |
Autor: | Monteiro, Italo Oliveira ![]() |
Primeiro orientador: | Henriques, Cristiane Assumpção |
Segundo orientador: | Gaspar, Alexandre Barros |
Primeiro membro da banca: | Rodrigues, Clarissa Perdomo |
Segundo membro da banca: | Veloso, Claudia de Oliveira |
Terceiro membro da banca: | Santos, Luz Amparo Palacio |
Resumo: | Uma série de óxidos mistos Zn-Al promovidos com Ce, La ou Zr (X) obtidos por decomposição térmica a 550 °C de precursores com estruturas tipo hidrotalcita foi testada como catalisadores heterogêneos básicos na síntese de carbonato de glicerol - uma alternativa promissora para a recuperação de glicerol da indústria de biodiesel. Os óxidos mistos têm razão molar Zn/Al fixada em 2, enquanto as razões molares X/Al utilizadas foram 0,02 ou 0,3. As propriedades físico-químicas dos óxidos mistos foram investigadas por espectroscopia de emissão por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), difração de raios-X (DRX), adsorção-dessorção de N2 a -196 °C, termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG-DTG-DSC) e dessorção à temperatura programada de CO2 (TPD-CO2). As atividades catalíticas dos óxidos mistos foram avaliadas na síntese do carbonato de glicerol (CG) a partir da reação de transcarbonatação do dimetilcarbonato (DMC) com glicerol (proporção molar 4:1) sob condições reacionais brandas (100 °C, pressão atmosférica). Os testes catalíticos mostraram que a força e a densidade dos sítios básicos estão diretamente ligadas à capacidade dos óxidos mistos em sintetizar o CG. Todos os catalisadores foram 100 % seletivos ao CG nas condições estudadas. O óxido misto de Zn-Al modificado por La no teor molar X/La = 0,3 apresentou o melhor desempenho entre os catalisadores testados, atingindo 15% de rendimento após 2,5 h de reação. A incorporação do Zr como promotor resultou em sítios com força básica reduzida e menores rendimentos a CG. Os óxidos mistos promovidos com Ce não apresentaram correlação entre suas propriedades básicas e seus desempenhos catalíticos. |
Abstract: | A series of Zn-Al mixed oxides promoted by Ce, La or Zr (X) obtained by thermal decomposition at 550 ° C of hydrotalcite-like precursors was tested as heterogeneous basic catalysts for glycerol carbonate synthesis - a promising alternative for glycerol recovering from biodiesel industry. The mixed oxides present Zn/Al molar ratio set at 2, while the X/Al molar ratios were set at 0.02 or 0.3. The mixed oxides physical-chemical and basic properties were investigated by inductive coupled plasm emission spectroscopy (ICP-OES), X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption-desorption at -196 °C, thermogravimetry - differential scanning calorimetry (TG-DTG-DSC) and temperature programmed desorption of CO2 (TPD-CO2). The mixed oxides catalytic activities were evaluated for glycerol carbonate (CG) synthesis from transcarbonatation reactions of dimethyl carbonate (DMC) with glycerol (molar ratio 4: 1) under mild reaction conditions (100 °C, atmospheric pressure). Catalytic tests showed that the strength and the density of basic sites are directly linked to the mixed oxides ability to synthesize CG. All catalysts were 100 % selective to GC under the studied conditions. The Zn-Al mixed oxide promoted by La at the molar ratio La/Al = 0.3 showed the best performance among the tested catalysts, reaching 15 % yield after 2.5 h of reaction. The incorporation of Zr as a promoter resulted in active sites with reduced basic strength and lower CG yields. Mixed oxides promoted by Ce showed no correlation between their basic properties and their catalytic performances. |
Palavras-chave: | Glicerina Carbonatos Carbonato de glicerol Glicerol Dimetilcarbonato Catalisadores básicos Transcarbonatação Óxidos mistos Zn-Al Glycerol Carbonate Glycerol Dimethyl Carbonate Basic catalysts Transcarbonatation Zn-Al mixed oxides |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | MONTEIRO, Italo Oliveira. Síntese do carbonato de glicerol catalisada por óxidos mistos de Zn-Al promovidos por Zr, Ce e La. 2020. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22623 |
Data de defesa: | 9-Mar-2020 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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Dissertação - Italo Oliveira Monteiro - 2020 - Completa.pdf | 5,78 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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