Síntese de catalisador heterogêneo magnético básico aplicado no processo de produção de biodiesel

dc.contributor.advisor1CONCEIÇÃO, Leyvison Rafael Vieira da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7467898936995220pt_BR
dc.creatorSANTOS, Hiarla Cristina Lima dos
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8406839393991710pt_BR
dc.date.accessioned2025-05-05T19:27:39Z
dc.date.available2025-05-05T19:27:39Z
dc.date.issued2023-08-30
dc.description.abstractThis research focus on the development of a basic magnetic heterogeneous catalyst, using, for the first time, NaAlO2 as an active species supported in a magnetic material, CuFe2O4, being highly stable and effective to produce value-added products, such as biodiesel. With this purpose, a series of catalysts (x-NaAlO2/CuFe2O4) have been successfully synthesized by means of conventional and low-cost methods, such as coprecipitation and impregnation, each one being assessed in the soybean oil transesterification reaction. The features of the 25-NaAlO2/CuFe2O4 catalyst with the higher performance have been elucidated through techniques such as basicity by acid-base titration method, XRD, FTIR, SEM, EDS, TG/DTG and VSM. To optimize the biodiesel’s ester content, the face-centered central composite design (FCCD), integrated with the response surface methodology (RSM), was employed to assess the effect of the following aspects on the process: reaction temperature, MeOH:oil molar ratio, catalyst dosage and reaction time. The regression model presented R2 = 0.9394 and experimentally reached a maximum ester content of 95.9% (relative error < 5%) attributed to the biodiesel attained under the following optimal reaction conditions: temperature of 95 °C, MeOH:oil molar ratio of 13:1, catalyst dosage of 8% and time of 60 min. The NaAlO2/CuFe2O4 catalyst presented a stable catalytic performance during four transesterification cycles (>90.0%) and an efficient magnetic property for the catalyst separation and recovery process (Ms = 23.62 emu g-1). The results showed that the biodiesel’s physicochemical properties were in compliance with ASTM D6751 standard. Finally, this extensive study reveals the basic magnetic heterogeneous catalyst NaAlO2/CuFe2O4 as a practical and promising alternative to produce a sustainable biofuel.pt_BR
dc.description.affiliationUFPA- UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁpt_BR
dc.description.resumoEsta pesquisa foca no desenvolvimento de um catalisador heterogêneo básico magnético, utilizando, pela primeira vez, NaAlO2 como espécie ativa suportada em um material magnético CuFe2O4, sendo altamente estável e efetivo para a produção de um produto de alto valor agregado, como o biodiesel. Com esse propósito, uma série de catalisadores (x-NaAlO2/CuFe2O4) foram sintetizados com sucesso por meio de métodos convencionais e de baixo custo como coprecipitação e impregnação, sendo cada um avaliado na reação de transesterificação do óleo de soja. As características do catalisador de melhor desempenho 25-NaAlO2/CuFe2O4 foram elucidadas por técnicas como basicidade por titulação ácido-base, DRX, FTIR, MEV, EDS, TG/DTG e VSM. Para a otimização do teor de éster do biodiesel, o planejamento fatorial composto central (FCCD) integrado à metodologia de superfície de resposta (MSR) foi empregado para avaliar o efeito da temperatura de reação, razão molar MeOH:óleo, concentração de catalisador e tempo de reação no processo. O modelo de regressão apresentou R2 = 0,9394 e atingiu experimentalmente teor de éster máximo de 95,9% (erro relativo < 5%) atribuído ao biodiesel obtido nas seguintes condições ótimas de reação: temperatura de 95 ºC, razão molar MeOH:óleo de 13:1, concentração de catalisador de 8% e tempo de 60 min. O catalisador NaAlO2/CuFe2O4 apresentou performance catalítica estável por quatro ciclos de transesterificação (> 90%) e propriedade magnética eficiente para o processo de separação e recuperação do catalisador (Ms = 23,62 emu g-1). Os resultados mostraram que as propriedades físico-químicas do biodiesel estavam em conformidade com a norma ASTM D6751. Por fim, este extensivo estudo revela o catalisador heterogêneo básico magnético NaAlO2/CuFe2O4 como uma alternativa prática e promissora para o processo de produção de um biocombustível sustentável.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Hiarla Cristina Lima dos. Síntese de catalisador heterogêneo magnético básico aplicado no processo de produção de biodiesel. Orientador: Leyvison Rafael Vieira da Conceição. 2023. 81 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2023. Disponível em: . Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17316
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Exatas e Naturaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.sourcePDFpt_BR
dc.subjectCatalisador heterogêneo magnéticopt_BR
dc.subjectFerrita de cobrept_BR
dc.subjectAluminato de sódiopt_BR
dc.subjectProdução de biodieselpt_BR
dc.subjectTransesterificaçãopt_BR
dc.subjectMagnetic heterogeneous catalystpt_BR
dc.subjectCopper ferritept_BR
dc.subjectSodium aluminatept_BR
dc.subjectBiodiesel productionpt_BR
dc.subjectTransesterificationpt_BR
dc.subject.areadeconcentracaoQUÍMICA INORGÂNICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICApt_BR
dc.subject.linhadepesquisaCATÁLISE HETEROGÊNEApt_BR
dc.titleSíntese de catalisador heterogêneo magnético básico aplicado no processo de produção de biodieselpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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