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CONVERSÃO DE DERIVADOS DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA UTILIZANDO ZEÓLITAS HIERÁRQUICAS ZSM-5 COMO CATALISADOR
Sancler Vasconcelos
Universidade Federal Fluminense
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Create a topicDiversos estudos descritos na literatura indicam o uso da biomassa lignocelulósica como possível substituta sustentável para os combustíveis fósseis. Neste contexto, o furfural, que é uma molécula plataforma, apresenta grande potencial, podendo ser utilizado na produção de diversos produtos de valor agregado. As zeólitas são amplamente utilizadas na indústria, porém sua aplicação em reações de valorização da biomassa ainda é dificultada devido a restrições difusionais. Uma possível solução é a utilização de tratamentos químicos para a formação de um material hierárquico, contendo micro e mesoporos. Desta forma, este trabalho busca avaliar a utilização de zeólitas hierárquicas na produção de levulinatos alquílicos e lactonas a partir do furfural por meio de reações em cadeia. Um tratamento alcalino foi realizado em zeólitas do tipo ZSM-5 com diferentes razões Si/Al (23, 38, 48 e 50) e a atividade catalítica dos catalisadores hierárquicos formados foi avaliada. Os materiais foram caracterizados por meio de DRX, EDX, Fisissorção de N2, FTIR-piridina e TPD-NH3, e testes catalíticos foram realizados para avaliar a conversão de furfural em levulinato de isopropila. Em condições não otimizadas, as zeólitas ZSM-5 tratadas e com menores razões Si/Al apresentaram boas conversões do precursor furfural (>50%), onde o produto majoritário obtido foi o éster de interesse (seletividades superiores a 80%), sendo esta uma consequência da criação de mesoporos, que aumentam a acessibilidade aos sítios ativos.
Glaucio José Gomes
Interessante trabalho no qual os autores realizam um processo de dessilicalização. Qual a faixa de temperatura na qual os autores realizaram os experimentos de caracterização de TPD-NH3? (essa informação não esta clara no trabalho escrito). Nesse sentindo curiosamente as amostras Z23 e Z38 indicam que a acidez total diminui quando comparado com o material comercial e o material dessilicalizado, porém ao observar as amostras Z48 e Z50 os resultados são o oposto. Nesse caso essas medidas não deveriam seguir a mesma tendência que seria diminuir a acidez?. Os autores mostram que o material dessilicalizado por apresentar porosidade secundaria possui maior atividade catalítica. Nesse sentido a presença de Al extra rede também não seria um importante fator a ser avaliado uma vez que essas espécies podem colaborar para maximizar a atividade dos sítios ativos. Os autores tem alguma informação se essas espécies são benéficas nesse processo. (Trabalhos recentes do grupo dos professores Pedro Arroyo, Claudio Mota e Pierre mostram que essas espécies colaboram para maximizar a atividade catalítica em algumas reações).
Atenciosamente,
Glaucio
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Sancler Vasconcelos
Olá, muito obrigado pela pergunta! A dessorção foi realizada de 120 a 550 °C, com rampa de 15°C/min, e a temperatura foi mantida em 550 °C por 45 min.
Realmente, a tendência esperada é a diminuição da acidez, porém a retirada de Si da estrutura pode levar a formação do Al extra rede, que atua como sítio ácido de Lewis e pode ser o responsável por este aumento na acidez total. Por fim, estas espécies de Al extra rede podem ser benéficas na reação de hidrogenação, visto que contribuem com a acidez de Lewis do material, que são essenciais na etapa de formação do álcool furfurílico
Glaucio José Gomes
obrigado pela atenção realmente esse tema é muito interessante e complexo =)