Estudo da imobilização de bário sobre sílica e aplicação catalítica para síntese de biodiesel

Abstract

Neste trabalho foi estudada a utilização de um sólido contendo 25% de bário impregnado em sílica, sintetizado através da técnica de impregnação úmida, como catalisador heterogêneo para obtenção de biodiesel através da reação de transesterificação do óleo de soja. O sólido identificado como 25Ba/SiO2 foi caracterizado através das técnicas tradicionais para o estado sólido, como Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O sólido apresentou como única fase cristalina o BaSiO3 ortorrômbico. A síntese proposta para o catalisador mostrou-se adequada, apresentando repetibilidade e reprodutividade do método. Os estudos da atividade catalítica apresentaram resultados substanciais, atingindo valores de conversão superiores a 93%. A caracterização do biodiesel obtido após as reações foi feita de forma quantitativa através de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN de 1H) e qualitativamente através de Espectroscopia por Infravermelho (IV). Nas reações de reuso o catalisador apresentou atividade catalítica, com rendimento de 60%. O fato da redução do percentual de óleo de soja convertido em biodiesel, aliado a presença do metal bário nas águas de lavagem das reações corroboram para a ocorrência de lixiviação e possivelmente contribuição da catálise homogênea no processo. O sólido 25Ba/SiO2 mostrou-se promissor como catalisador heterogêneo devido sua fácil obtenção, robustez e estabilidade apresentando um percentual de conversão de óleo de soja em biodiesel de aproximadamente 60% nas reações de reuso. Estudos futuros poderiam indicar os meios para o uso comercial deste catalisador.

In this work the utilization of a solid with 25% of barium content impregnated in silica, which was synthesized through the wet impregnation technique, was studied as a heterogeneous catalyst to obtain biodiesel production based on the transesterification reaction of soybean oil. The solid, identified as 25Ba/SiO2, was characterized through traditional techniques of solid state, such as X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy. The solid was characterized as orthorhombic BaSiO3 as the only crystalline phase. The proposed synthesis turned out proper as the results had procedure presented good repeatability and reproducibility. The catalytic activity studies showed substantial results, reaching out over 93% of conversion. The biodiesel was characterized by quantitatively analysis through Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) techniques and qualitatively through Infrared Spectroscopy (IR). Tests for reuse of catalysts showed that the catalytic activity was kept at 60%. The reduction of the percentage of soybean oil converted to biodiesel on the reuse test of the catalyst together with the presence of the barium metal in the reaction washing waters, may corroborate on some leaching processes and possibly with homogeneous catalysis reaction. The 25Ba/SiO2 as heterogeneous catalyst showed good characteristics such as it is easy to obtain, robustness, stability, excellent conversion in biodiesel and reuse. Future studies could indicate the means for the commercial use of this catalyst.