Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos derivados de glicose para produção de biodiesel

Abstract

Nas últimas décadas, a sociedade vem enfrentando diversos desafios, como problemas ambientais, aquecimento global, crise energética e esgotamento do petróleo. Esse cenário estimulou o desenvolvimento de pesquisas que visam o aumento da produção e do consumo de combustíveis derivados de fontes renováveis de energia. Nesse contexto, o biodiesel se tornou o principal combustível renovável ao longo dos anos devido a sua menor emissão de poluentes, quando comparado ao diesel mineral, além disso, pode ser usado como óleo de aquecimento, lubrificante, plastificante, absorvente e solvente. No Brasil, a produção atual de biodiesel utiliza a transesterificação alcalina de óleos vegetais refinados com metanol, o que apresenta as desvantagens intrínsecas da catálise homogênea. Os catalisadores heterogêneos vêm sendo comumente utilizados na indústria química e são de grande importância para inúmeros processos comerciais. Neste trabalho, estudou-se a síntese e caracterização de catalisadores heterogêneos ácidos derivados da pirólise e sulfonação da glicose para produção de biodiesel. As temperaturas de pirólise foram 200 e 300 °C, sendo os materiais resultantes sulfonados com H2SO4 concentrado para gerar os catalisadores GS200 e GS300, respectivamente. A caracterização foi realizada utilizando as técnicas de DRX, FRX/EDX, CHN, FTIR e análises térmicas (TG/DTG/DTA). A presença de enxofre nas amostras sulfonadas foi confirmada por FRX/EDX e o catalisador GS200 apresentou 5,76 mmol g-1 de sítios ácidos, enquanto o GS300 apresentou 9,46 mmol g-1 . A atividade catalítica dos materiais preparados foi investigada na reação de transesterificação dos triacilglicerídeos presentes no óleo de soja refinado durante 4 h e na reação de esterificação do ácido oleico durante 1 h. Na transesterificação foram obtidos valores de 84,5 e 84,3% de conversão, enquanto que a esterificação apresentou 93,4 e 95,0%, respectivamente para as amostras GS200 e GS300. Atrelados aos princípios de química verde, os resultados mostram que os materiais obtidos apresentam potencial para aplicação como catalisadores heterogêneos na produção do biodiesel.