Autor: Alana Alves Rodrigues
Orientador: Márcio José da Silva
Instituição: Universidade Federal de Viçosa
Regional: 3
Data da defesa: 28/02/2020
Local da defesa: Viçosa- MG

Resumo: Heteropoliácidos e seus sais têm ganhado visibilidade em reações catalíticas. Neste trabalho, sintetizou-se sais metálicos derivados do ácido silicotúngstico visando sua aplicação como catalisadores em reações de valorização de derivados de biomassa: esterificação do glicerol e condensação do furfural. Os sais foram caracterizados por análises de espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier acoplada à técnica de reflectância total atenuada, análise termogravimétrica, difração de raios-x em pó, fisissorção de nitrogênio, análise de tamanho e volume de poro pelo método BET, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de raios-x de energia dispersiva.

Os testes catalíticos foram realizados usando-se o ácido silicotúngstico e seus sais metálicos em duas diferentes reações, a esterificação oxidativa do furfural com álcoois e a cetalização do glicerol. Na reação de esterificação do furfural empregou-se peróxido de hidrogênio como agente oxidante. Essa reação foi eficiente com a utilização dos catalisadores Fe4/3SiW12O40 e Cu2SiW12O40; a 50 ºC, com uma proporção de substrato: oxidante de 1:2, alcançou-se conversões de 65 % e 93 %, respectivamente[U4] [A5] [A6] . Além disso, as reações catalisadas por estes sais atingiram uma seletividade de 78 % para a produção do 2-metilfuroato. Foi verificado que a reação se processa à temperatura ambiente, porém, um aumento da temperatura favorece a conversão.

Nas reações de cetalização do glicerol todos os sais testados, com exceção do sal de níquel, apresentaram excelentes conversões, acima de 80% e alta seletividade para o solketal, acima de 98%. O catalisador Fe4/3SiW12O40 foi selecionado para essa investigação e além de obter 100% de conversão do glicerol, conseguiu 98% de seletividade para o solketal a temperatura ambiente, em curto período de duração, 1h e sem a necessidade de remoção da água formada na reação. Os testes de reutilização desse catalisador mostraram que após cinco ciclos de reação não houve perda da sua atividade catalítica, tendo um decréscimo não significativo da conversão e a manutenção da seletividade.
Os resultados mostraram que os processos desenvolvidos, tanto para a produção de solketal quanto para produção do 2-metilfuroato, favorecem a obtenção dos produtos em condições amenas e ambientalmente amigáveis.