Conversão catalítica de glicerina loira em acroleína e álcool alílico utilizando sólidos a base de Nb2O5/SiO2 e Fe₂O₃/Nb₂O₅-SiO₂
Glicerina loira; Catalisadores Nb₂O₅/SiO₂; Acroleína; Álcool alílico; Hematita (Fe₂O₃); Estabilidade
A glicerina loira, obtida por pré-tratamento simples do glicerol bruto, constitui uma alternativa à purificação convencional, agregando valor à cadeia produtiva do biodiesel. Catalisadores de Nb₂O₅/SiO₂ foram sintetizados pelo método Pechini para a conversão catalítica de glicerina loira em acroleína. Um estudo preliminar avaliou o efeito do teor de nióbia e da temperatura de calcinação na desidratação de glicerol refinado a 250 °C (solução a 10% m/m). Entre as amostras, 15NbSi500 (15% de Nb, calcinada a 500 °C) destacou-se por elevada área específica (255,9 m²·g⁻¹), amplo volume e distribuição de poros (13 nm e 0,83 cm³·g⁻¹), alta concentração de sítios ácidos (4,30 μmol·m⁻²) e maior razão L/B, fatores essenciais para reduzir a formação de coque. Esse catalisador apresentou, após 600 min, conversão de glicerol de 77% e seletividade a acroleína de 84%, mantendo 62% de conversão e 75% de seletividade com glicerina loira após três ciclos de reuso e regeneração. Posteriormente, hematita (Fe₂O₃) foi incorporada por impregnação incipiente, cuja amostra com teor em massa de 12% (sólido 12Fe) atingiu conversão de 92% e seletividade a álcool alílico de 26% com glicerol refinado. Esse desempenho foi atribuído ao equilíbrio entre acidez total moderada (60,5 µmol·g⁻¹), predominância de sítios de Lewis, elevada dispersão da fase ativa e propriedades texturais favoráveis, incluindo área específica de 243 m²·g⁻¹, volume de poros de 0,61 cm³·g⁻¹ e diâmetro médio de 12,8 nm, compatíveis com a difusão da molécula de glicerol. Um mecanismo de transferência de hidrogênio foi proposto, explicando a seletividade ao álcool alílico e a redução de subprodutos. Com glicerina loira, a amostra 12Fe manteve 49% de conversão e 26% de seletividade após três ciclos, confirmando sua estabilidade, regenerabilidade e potencial para aplicação industrial em condições próximas à realidade.