Banca de DEFESA: SAMUEL ALVES DE OLIVEIRA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: SAMUEL ALVES DE OLIVEIRA
DATA: 29/01/2014
HORA: 14:30
LOCAL: AUDITÓRIO DO PPGEQ
TÍTULO:

"AVALIAÇÃO DO POTENCIAL CATALÍTICO E ESTUDO CINÉTICO DO Nb2O5, SINTETIZADO DE UM COMPLEXO DE NIÓBIO, NA REAÇÃO DE ESTERIFICAÇÃO DO ÁCIDO OLEICO"

 

PALAVRAS-CHAVES:

Catálise heterogênea; nióbio; biodiesel; esterificação metílica; ácido oleico

PÁGINAS: 108
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Química
RESUMO:

A catálise heterogênea apresenta-se como uma alternativa mais sustentável para a produção de biodiesel. Dentre os catalisadores heterogêneos que despontam, os materiais a base de nióbio mostram-se como uma alternativa para suprir essa demanda de catalisadores. O presente trabalho visa avaliar o potencial catalítico de um catalisador heterogêneo derivado de um complexo de nióbio na produção de biodiesel.  Foi utilizada, para o estudo, uma reação alternativa a transesterifcação de óleos vegetais em biodiesel, a reação de esterificação metílica do ácido oleico. O catalisador foi sintetizado após a calcinação em diferentes temperaturas (200, 300, 450, 600 e 700 °C) de um precursor de nióbio, o tris-oxalato-oxiniobato de amônio hidratado ((NH₄)₃[NbO(C₂O₄)₈].nH₂O), gerando um óxido de nióbio com uma nanoestrutura diferente do óxido de nióbio comercial, usado para sintetizar o precursor. O óxido de nióbio comercial, o precursor e o catalisador foram caracterizado por termogravimetria (TG), análise de área superficial (BET), volume de poros, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de dispersão de energia (EDS) e difração de Raios-X (DRX). Na termogravimetria verificou-se que o precursor se decompõe em sucessivas temperaturas a até um limite de 700 °C onde ocorre a sua estabilização. Na análise de volume de área superficial (BET) verificou-se um aumento significativo da área entre o óxido de nióbio comercial com 1 m²/g para 17 m²/g com o catalisador calcinado em 600 °C. Na microscopia eletrônica de varredura (MEV) observou-se que o aumento na temperatura de calcinação do precursor gerava um catalisador com grãos menores, atingindo uma ordem inferior a 100 nm. A análise por DRX permitiu observar que o material começa a se cristalizar com o aumento da temperatura, permanecendo estável em uma temperatura superior a 600 °C. Para o estudo do potencial catalítico foi realizado um planejamento fatorial composto com ponto central, com três fatores (temperatura de calcinação, razão molar de álcool/ácido oleico e percentual mássico de catalisador), em um reator de vidro encamisado com um banho termostatizado no período reacional de 60 minutos, em uma temperatura de 60 °C e com pressão atmosférica. Dentre esses fatores verificou-se que o ponto ótimo experimental se deu mediante a temperatura de calcinação do precursor em 600 °C, uma razão molar de álcool/ácido oleico de 3,007/1 e percentual mássico de catalisador de 7,998%, apresentando uma conversão de 22,44% do ácido oleico em oleato de metila. A análise estatística dos dados permitiu realizar uma regressão linear e quadrática composta e buscar uma otimização dos fatores, com o objetivo de se determinar um ponto ótimo estatístico da reação, sendo a temperatura de calcinação do precursor em 450 °C, razão molar de álcool/ácido oleico de 3,3408/1 e percentual mássico de catalisador de 7,6833%. A partir da condição ótima estatística a cinética reacional foi estudada nas mesmas condições de temperatura e pressão atmosférica em tempo de reação de 240 minutos. A modelagem cinética foi realizada mediante proposição e estimação de parâmetros para o modelo de catálise heterogênea, onde foi evidenciado uma forte interação entre os reagentes e a superfície do catalisador. O modelo proposto se ajustou satisfatoriamente aos resultados experimentais. Em termos de conversão foi encontrada no tempo final de reação uma conversão de 85,01% com catalisador e de 42,38% sem o catalisador, permitindo avaliar que o catalisador estudado possui potencial catalítico para ser utilizado na produção de biodiesel.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349801 - CARLSON PEREIRA DE SOUZA
Interno - 350247 - JOAO FERNANDES DE SOUSA
Externo à Instituição - GILSON GARCIA DA SILVA - IFRN
Externo à Instituição - KALYANNE KEYLY PEREIRA GOMES - UFERSA