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Título: Síntese, caracterização e aplicação de óxidos metálicos suportados em zircônia como catalisadores na produção de biodiesel
Título(s) alternativo(s): Synthesis, characterization, and application of zirconia supported metal oxide catalysts in biodiesel production
Autor(es): Savagin, Bruna Aparecida
Orientador(es): Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreu
Palavras-chave: Biodiesel
Óxido de zircônio
Catalisadores
Catálise heterogênea
Biodiesel fuels
Zirconium oxide
Catalysts
Heterogeneous catalyses
Data do documento: 11-Nov-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: SAVAGIN, Bruna Aparecida. Síntese, caracterização e aplicação de óxidos metálicos suportados em zircônia como catalisadores na produção de biodiesel. 2016. 103 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.
Resumo: O biodiesel é um biocombustível produzido por reações de transesterificação e esterificação. O uso de biomassa de baixo custo aliado à obtenção de altas conversões em reações é um dos maiores objetivos na produção de biodiesel. Catalisadores homogêneos e heterogêneos podem ser empregados na fabricação do biodiesel; porém, um dos maiores obstáculos encontrado no uso de catalisadores homogêneos é a separação do catalisador e produto ao final da reação. Catalisadores heterogêneos de óxidos metálicos suportados em zircônia (ZnO/ZrO2, ZnO-Nd2O3/ZrO2, ZnOSiO2/ZrO2 e ZnO-SiO2-Nd2O3/ZrO2) foram sintetizados pelo método sol gel e calcinados em diferentes temperaturas (500°C, 525°C e 550°C). Os catalisadores foram testados em reatores em batelada e contínuos (PBR), e caracterizados usando-se XRD, TGA, SEM-EDS e BET. A atividade catalítica, teor de água, teor de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) e lixiviação de metais foram analisados por meio de titulação potenciométrica e coulométrica, GC-MS e ICP-OES, respectivamente. Todas as composições apresentaram boa atividade catalítica, contudo, a melhor composição de catalisador foi ZnO-SiO2/ZrO2 calcinado a 550ºC.
Abstract: Biodiesel is a renewable fuel produced by transesterification and esterification reactions. Using inexpensive feedstock and obtaining high conversions are important goals in the biodiesel production. Homogeneous and heterogeneous catalysis can be applied in the biodiesel reaction; nevertheless, one of the most issues encountered using homogeneous catalysis is the separation of the catalyst and product at the end of reaction. Heterogeneous zirconia supported metal oxide catalysts (ZnO/ZrO2, ZnONd2O3/ZrO2, ZnO-SiO2/ZrO2 e ZnO-SiO2-Nd2O3/ZrO2) were prepared via sol gel method and calcined at different temperatures (500°C, 525°C and 550°C). The synthesized catalysts were tested in batch and continuous (PBR) reactors and characterized using XRD, TGA, SEM-EDS and BET. The catalytic activity, water content, FAME content and leaching of metals were analyzed by potentiometric titration, coulometric titration, GCMS and ICP-OES, respectively. All of the compositions showed good catalytic activity; however, the best catalyst composition was ZnO-SiO2/ZrO2 calcined at 550ºC.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7457
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