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Tipo do documento: Dissertação
Title: Argilas modificadas para uso como catalisadores heterogêneos em reações de transesterificação: efeito da composição química das argilas
Other Titles: Modified clays for use as heterogeneous catalysts in transesterification reactions: the effect of chemical composition of clay
Autor: Silva, Layani Crystini Antonio da 
Primeiro orientador: Silva, Edson Antônio Alves da
Primeiro coorientador: Alves, Helton José
Primeiro membro da banca: Campos, Elvio Antonio de
Segundo membro da banca: Silva, Camila da
Resumo: A procura por fontes renováveis de energia que sejam ambientalmente corretas vem aumentando a cada ano, em especial para o biodiesel, um biocombustível para uso em motores a combustão interna biodegradável e não tóxico. Por sua vez, o biodiesel é produzido comercialmente pelo processo de transesterificação utilizando catalisadores homogêneos tais como NaOH ou KOH, que apesar de bons rendimentos possuem etapas de purificação do biodiesel bastante onerosas e, a matéria prima utilizada possui um alto custo. A substituição de catalisadores homogêneos por heterogêneos em reações de transesterificação é bastante promissora, pois este método possui algumas vantagens como fácil separação entre o biodiesel formado na reação e o catalisador e possibilidade de reuso do catalisador. Este trabalho teve como objetivo produzir biodiesel empregando argilas modificadas como catalisador heterogêneo. As argilas são matérias-primas naturais abundantes e, portanto, possuem baixo custo, além de possibilitar manipulação de suas propriedades. Desta forma, argilas naturais foram modificadas quimicamente por tratamento com KF. Após o tratamento os catalisadores obtidos foram caracterizados estruturalmente pelas técnicas de FRX, DRX, IV, MEV e BET, depois aplicados em reações de transesterificação. Testes utilizando indicadores de Hammett foram aplicados sobre as argilas in natura e catalisadores, onde os resultados comprovaram um maior número de sítios básicos para os catalisadores, quando comparados com argila sem tratamento com KF. Para alcançar o objetivo de produção de biodiesel foi realizado planejamento fatorial 23 para três catalisadores. Assim o melhor rendimento obtido foi de 89% utilizando o catalisador KF-Argila 1, nas condições reacionais razão molar 1:9, quantidade de catalisador de 25% em relação a massa do óleo, temperatura de 80 oC e 1 hora de reação. Foi realizado teste de reuso com o catalisador KF-Argila 1 que apresentou uma gradativa perda na atividade catalítica e, testes de lixiviação comprovaram que dentre os três catalisadores utilizados no trabalho, o KF-Argila 1 apresenta maior estabilidade.
Abstract: The demand for renewable energy sources that are environmentally friendly is increasing every year, especially for biodiesel, a biofuel for use in internal combustion engines biodegradable and nontoxic. In turn, biodiesel is commercially produced by transesterification process using homogeneous catalysts such as NaOH or KOH, which possess good yields despite purification steps of biodiesel quite costly, and the raw material used has a high cost. The replacement of homogeneous catalysts by heterogeneous transesterification reactions is very promising because this method has some advantages such as easy separation of the biodiesel formed in the reaction and the catalyst and the possibility of reuse of the catalyst. This study aimed to produce biodiesel using modified clays as heterogeneous catalyst. Clays are abundant natural raw materials and therefore have a low cost, and enable manipulation of their properties. Thus, natural clays have been chemically modified by treatment with KF. After treatment the catalysts were characterized structurally by the techniques of XRF, XRD, IR, SEM and BET then applied to transesterification reactions. Tests using Hammett indicators were applied on fresh catalysts and clay, where the results confirmed a greater number of basic sites for the catalysts compared to untreated clay with KF. To achieve the goal of producing biodiesel was performed 23 factorial design for three catalysts. Thus the best yield obtained was 89% using the catalyst KF-Clay 1 in molar ratio 1:9 reaction conditions, amount of catalyst of 25% over the mass of the oil temperature of 80 ° C and 1 hour of reaction. Test was conducted with catalyst reuse Clay KF-1 that showed a gradual loss of catalytic activity and leaching tests showed that among the three catalysts used at work, Clay KF-1 shows greater stability.
Keywords: Catalisador heterogêneo
Argilas modificadas
Transesterificação
Éster metílico
Heterogeneous catalyst
Modified clays
Transesterification
Methyl ester
Desenvolvimento de processos
Biodiesel
Óleos vegetais como combustíveis
Catálise
CNPq areas: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: BR
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Parana
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Desenvolvimento de Processos
Program: Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Química
Citation: SILVA, Layani Crystini Antonio da. Modified clays for use as heterogeneous catalysts in transesterification reactions: the effect of chemical composition of clay. 2013. 121 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento de Processos) - Universidade Estadual do Oeste do Parana, Toledo, 2013.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/1831
Issue Date: 15-Feb-2013
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química (TOL)

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