Síntese de catalisadores de Pt/C visando à produção de biocombustíveis hidrocarbônicos pela rota HEFA : influência do procedimento de impregnação e da composição da superfície do suporte de carbono

Abstract

Este trabalho diz respeito a estudos sobre a preparação de catalisadores de Pt/C e sua aplicação na produção de biocombustíveis hidrocarbônicos por meio do hidroprocessamento de precursores lipídicos (rota HEFA). É válido mencionar que, embora este tipo de catalisador seja amplamente empregado para diferentes propósitos, não existiam na literatura, até o momento, estudos sistemáticos acerca dos efeitos das condições de síntese sobre as propriedades e a performance dos catalisadores obtidos frente ao hidroprocessamento. Neste contexto, os esforços deste trabalho foram direcionados à busca das condições mais adequadas para a preparação de catalisadores de Pt/C. Especial atenção foi dada à investigação da influência da composição química da superfície do suporte sobre a dispersão da Pt. Para isso, além de um CA sintetizado via ativação química de casca de coco com H3PO4, foram utilizados como suporte também dois CAs preparados pela modificação do CA original por meio de: (i) tratamento com solução de HNO3 para aumento do teor de grupos superficiais ácidos; (ii) tratamento térmico em atmosfera redutora de H2 para remoção de grupos funcionais oxigenados (principalmente de grupos ácidos). Catalisadores com elevadas atividades para HDO foram obtidos, os quais permitiram uma completa desoxigenação dos precursores, resultando em biocombustíveis constituídos basicamente por alcanos. Os melhores resultados foram verificados para o catalisador preparado usando o CA reduzido sob atmosfera de H2 e depositando-se a Pt pelo método da impregnação a úmido a partir de uma solução de H2PtCl6 acidificada com HCl. Os catalisadores mais ativos foram aqueles que apresentaram dispersões da Pt mais elevadas. O tratamento redutivo do suporte em atmosfera de H2 permitiu aumentar a disponibilidade de grupos básicos, os quais são susceptíveis a serem protonados e, desta forma, estabelecer interações eletrostáticas fortes com as espécies negativamente carregadas contendo Pt, presentes na solução impregnante. Devido à baixa acidez dos suportes de carbono, a ocorrência de reações de HIS não foi significativa, de forma que os biocombustíveis obtidos foram constituídos basicamente por n-alcanos. A adição de HCl à solução impregnante foi benéfica porque favoreceu a protonação dos grupos superficiais básicos da superfície do suporte, intensificando assim a ocorrência das interações eletrostáticas com as espécies contendo platina e, dessa forma, melhorando a dispersão do metal. Os biocombustíveis produzidos apresentam grande potencial para ser usados como substitutos drop-in sustentáveis de derivados de petróleo como o óleo diesel e o kerosene de aviação.