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Use este identificador para citar ou linkar para este item: 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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