Avaliação de modificações pós-síntese em zeólita ZSM-5 comercial aplicada na esterificação de ácido oleico com acetato de metila
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Data
2019-11-25Primeiro coorientador
Enzweiler, Heveline
Primeiro membro da banca
Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen
Segundo membro da banca
Visioli, Luiz Jardel
Metadata
Mostrar registro completoResumo
As zeólitas são consideradas os catalisadores mais importantes da indústria devido a suas propriedades únicas. Dentre esses materiais, a ZSM-5 destaca-se por sua estabilidade e versatilidade, possuindo um amplo campo de aplicações. Usualmente empregada em processos relacionados à petroquímica, a ZSM-5 apresenta-se também como um catalisador em potencial de reações de esterificação, dentro do contexto da pesquisa de rotas alternativas para produção de biodiesel. Nesse cenário, a realização deste trabalho teve como objetivo promover diferentes tratamentos pós-síntese sobre zeólita ZSM-5 comercial com alta razão Si/Al, de modo a se avaliar a influência de tais tratamentos nas propriedades físico-químicas da zeólita e sobre sua atividade catalítica na reação de esterificação de ácido oleico com acetato de metila. Os tratamentos empregados foram os de troca iônica, dessilicalização, acidificação e impregnação de fase ativa (óxido de tungstênio) com agitação mecânica e com auxílio de ultrassom. Os catalisadores preparados tiveram suas propriedades estruturais, texturais, morfológicas e de acidez caracterizadas através das técnicas de difração de raios X (DRX), fisissorção de N2 a 77 K, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e caracterização de propriedades de acidez por espectroscopia de infravermelho após adsorção de piridina líquida. As reações de esterificação foram realizadas a 240 °C, com razão molar 1:10 (ácido oleico:acetato de metila) e concentração de catalisador de 10% (m/m), em relação à massa de ácido oleico. Os tratamentos aplicados foram responsáveis por alterar as propriedades dos catalisadores, como se verificou pelos resultados das caracterizações. Além disso, as modificações pós-síntese influenciaram também os resultados das reações de esterificação, sendo responsáveis por diferentes rendimentos e distribuição dos isômeros cis e trans do éster metílico do ácido oleico (metil oleato e metil elaidato, respectivamente). O maior rendimento, igual a 66,71%, foi obtido com a zeólita submetida à troca iônica. Com esse catalisador, uma distribuição igualitária entre os dois produtos isômeros também foi observada. A partir da quantificação dos dois isômeros e da avaliação da cinética de formação de ambos, foi possível propor um mecanismo de reação baseado na isomerização do ácido oleico, convertendo-se em ácido eláidico, seguido da esterificação dos dois ácidos graxos para formação dos respectivos ésteres.
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