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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17179
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 23-Jul-2021 |
Autor(es): | GONÇALVES, Matheus Arrais |
Afiliação do(s) Autor(es): | UFPA- UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ |
Primeiro(a) Orientador(a): | CONCEIÇÃO, Leyvison Rafael Vieira da |
Título: | Síntese de biodiesel utilizando catalisador bifuncional baseado em ferrita com óxido metálico suportado |
Agência de fomento: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior |
Citar como: | GONÇALVES, Matheus Arrais. Síntese de biodiesel utilizando catalisador bifuncional baseado em ferrita com óxido metálico suportado. Orientador: Leyvison Rafael Vieira da Conceição. 2021. 104 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2021. Disponível em: . Acesso em:. |
Resumo: | Neste estudo, o catalisador sólido ácido magnético MoO3/SrFe2O4, composto por óxido de molibdênio (MoO3) suportado em ferrita de estrôncio (SrFe2O4), foi sintetizado e aplicado na transesterificação de óleo residual de fritura. O catalisador foi caracterizado por método de titulação ácido-base, a fim de determinar acidez superficial, análise termogravimétrica (TG/DTG), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por dispersão em energia (EDS) e magnetômetro de amostra vibrante (VSM). Um delineamento composto central de face centrada 24 (FCCD) e um modelo matemático foi desenvolvido, a fim de descrever o comportamento do teor de éster em função das variáveis independentes temperatura, razão molar álcool:óleo, dosagem de catalisador e tempo reacional. O modelo matemático (R2=0,9900) foi validado e demonstrou erro relativo inferior a 5% entre os valores experimentais e os preditos. Utilizando os métodos de regressão linear e metodologia de superfície de resposta (MSR) foram otimizadas as condições da reação de síntese de biodiesel e obteve-se 95,4% de conversão em ésteres a partir do emprego da temperatura reacional de 164 °C, razão molar álcool:óleo de 40:1, dosagem de catalisador de 10% e tempo reacional de 4 h. Além disso, o catalisador apresentou atividade catalítica e magnética após oito ciclos reacionais, o que indica seu bom prospecto de desenvolvimento e aplicação como catalisador bifuncional. |
Abstract: | In this study, a solid magnetic acid catalyst MoO3/SrFe2O4, composed of molybdenum oxide (MoO3) supported on strontium ferrite (SrFe2O4), was synthesized and applied in the transesterification of waste cooking oil (WCO). The catalyst was characterized by acid-base titration method in order to determine Surface acidity, Thermogravimetric analysis (TG/DTG), X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersion X-ray spectroscopy (EDS) and Vibrating sample magnetometry (VSM) techniques. A central composite design of centered face 24 (FCCD) and a mathematical model was developed in order to describe the behavior of the ester content as a function of the independent variables temperature, alcohol:oil molar ratio, catalyst dosage and time reaction. The mathematical model (R2=0.9900) was validated and showed a relative error below 5% between the experimental and predicted values. Using linear regression methods and response surface methodology (RSM) the conditions of biodiesel synthesis reaction were optimized and 95.4% conversion into esters was obtained from the use of the reaction temperature of 164 °C, alcohol:oil molar ratio of 40:1, catalyst dosage of 10% and reaction time of 4 h . The catalyst showed high reusability, since it was possible to use it in 8 reaction cycles which it is an indication of its good prospectus for development and application as bifunctional catalyst. |
Palavras-chave: | Biodiesel Catalisador sólido magnético Transesterificação Óleo residual de fritura Magnetic solid catalyst Transesterification Waste cooking oil |
Área de Concentração: | QUÍMICA INORGÂNICA |
Linha de Pesquisa: | CATÁLISE |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Ciências Exatas e Naturais |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Química (Mestrado) - PPGQ/ICEN |
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