Catalisadores heterogêneos a base de heteropoliácidos e estanho para produção de biodiesel

Abstract

A obtenção de biodiesel via reações de esterificação vem se tornando cada dia mais viável, pois existe uma grande quantidade de ácidos graxos livres presentes em rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. Entretanto é necessária a busca por novos catalisadores que promovam as reações de esterificação. Neste sentido, a utilização de heteropoliácidos livres ou suportados tem se mostrado uma alternativa viável para reação homogênea e heterogênea em condições brandas (baixa temperatura e pressão). Neste trabalho descrevemos o uso de HPW e cloreto de estanho suportado para tais reações. Os HPW e SnCl2 suportados foram preparados pelo método de impregnação utilizando-se como matrizes SiO2, Nb2O5 e ZrO2. A temperatura de calcinação dos compósitos foi uma variável estudada, sendo que foram testados os tratamentos térmico a 100 ºC, 200 °C e a 300 °C por 4 horas com diferentes quantidade s de HPW e SnCl2 10, 30 e 50% m/m. Os resultados de infravermelho para os HPW mostram que a estrutura dos HPW foi conservada mesmo no tratamento mais drástico (300ºC). Os Compósitos de HPW e SnCl2 foram testados em reações de esterificação do ácidos oleico com etanol. Foram realizados testes de lixiviação para todos os compostos com 50 % m/m. os resultados mostram que além da temperatura de calcinação também o tipo de matriz é um fator determinante na estabilidade do catalisador. Foi realizado um teste de recuperação e reutilização para o compósito de HPW50/Nb2O5 - 200 e para SnCl250/SiO2 200 ºC. Um detalhado estudo cinético foi realizado utilizando-se RMN de 1H, assim foram determinadas propriedades cinéticas como energia de ativação e as constantes cinéticas, e propriedades termodinâmicas tais como constantes de equilíbrio, entalpia entropia e energia livre de Gibbs para as reações catalisadas pelo H3PW12O40 em fase homogênea.

The biodiesel obtaining through esterification reactions comes if turning every viable day, because a great amount of acids present free fatty exists in rejeitos industrial, domestic or animal fats. However it is necessary the search for new catalysts that promote the esterification reactions. In this sense, the use of free heteropolyacids or supported has if shown a viable alternative for homogeneous and heterogeneous reaction in soft conditions. In this work we described the use of HPW and tin chloride supported for such reactions. HPW and supported SnCl2 were prepared by the impregnation method being used as head offices SiO2, Nb2O5 and ZrO2. The temperature of calcination of the composites was a studied variable, and the thermal treatments were tested to 100ºC, 200°C and to 300°C for 4 hours with different amounts of HPW and SnCl2 10, 30 and 50% m/m. The results of infrared for HPW show that the structure of HPW was conserved even in the most drastic treatment (300ºC). The Composites of HPW and SnCl2 were tested in reactions of esterification of the acids oleico with etanol. leaching tests were accomplished for all the composed with 50% m/m. the results show that besides the calcination temperature the head office type is also a decisive factor in the stability of the catalyst. It was accomplished a recovery test and reutilização for the composite of HPW50/Nb2O5-200 ºC and for SnCl250/SiO2-200ºC. A detailed kinetic study was accomplished being used RMN 1:00, were like this certain kinetic properties as activation energy and the kinetic constants, and such thermodynamic properties as balance constants, entalpia entropy and energy free from Gibbs for the reactions catalyzed by H3PW12O40 in homogeneous phase.