Síntese e caracterização de argila maranhense dopada com estanho e nióbio como catalizador heterogêneo em reações de esterificação etilica

Abstract

Resumo: A produção de biodiesel é baseada em reações de transesterificação ou esterificação. No caso da esterificação é utilizado um ácido graxo e álcool na presença de catalisadores homogêneos ou heterogêneos. O desenvolvimento e otimização de catalisadores heterogêneos é etapa fundamental para a viabilidade técnica e econômica dos processos para produção de biodiesel, principalmente a partir de óleos de baixo valor de mercado os quais normalmente apresentam alta teor de ácidos graxos livres em sua composição. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo principal a síntese, caracterização e avaliação técnica de catalisadores heterogêneos a base de argilas maranhense dopada com estanho e nióbio. Para a dopagem da argila foi empregado o método de precursores poliméricos. Os catalisadores foram caracterizados por meio de difração de raio X(DRX), espectroscopia RAMAN, espectroscopia Infravermelho(IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV), fisissorção de nitrogênio (BET), EDS, a fim de verificar as microestruturas e as propriedades morfológicas das amostras. A argila calcinada foi o catalisador que apresentou maior conversão (92,34%) em termos de ésteres etílicos, em que observou-se um ganho de 11,55% em relação ao branco, a temperatura de 200°C e 2 h de reação. Palavras-chave: Argila; SnO2; Nb2O5; método de precursores poliméricos; catálise heterogênea.

Abstract: The Biodiesel production is based on esterification or transesterification reactions. In the case of esterification is used a fatty acid and alcohol in the presence of homogeneous or heterogeneous catalysts. The development and optimization of heterogeneous catalysts is an essential stage for the technical and economic feasibility of biodiesel production processes, mainly from low market value oils, which typically have a high content of free fatty acids in its composition. This work aimed to the synthesis, characterization and technical evaluation of mineral clays from Maranhão region (Maranhão state, Brazil) as heterogeneous catalysts. Such material was used without doping as well as doping with tin oxide and niobium oxide. For doping of the clays was used the polymeric precursor method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, infrared (IR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), nitrogen physisorption (BET) and EDS in order to verify the microstructures and properties morphology of the samples. The calcined clay catalyst showed the highest conversion (92.34%) in terms of the ethyl esters, in which a gain of 11.55% was obtained in relation to the blank, at temperature of 200 °C and 2 h reaction. Keywords: Clay; SnO2; Nb2O5; the polymeric precursor method; heterogeneous catalysis.