Autor: Claudio Roberto Almeida de Abreu.
Orientadores: Fabio Souza Toniolo, Priscilla Magalhães de Souza.
Instituição: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Data da defesa: 20/02/2020
Local da defesa: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Resumo: Este trabalho avaliou o desempenho de catalisadores de níquel e rênio suportados em carvão ativado na hidrogenação do furfural (FAL) a álcool furfurílico (FOL) e do ácido levulínico (AL) a gama-valerolactona (GVL). Os catalisadores foram sintetizados por co-impregnação ao ponto úmido visando obter teores nominais de 5% (m/m) Ni e 0; 0,5; 1; 2 ou 5% (m/m) Re. Para a caracterização dos materiais, utilizou-se as técnicas de fisissorção de N2 a 77 K, difração de raios X, redução à temperatura programada, análise termogravimétrica, e quimissorção de CO. Os testes catalíticos foram conduzidos em um reator batelada a diferentes temperaturas (60-150 oC para o FAL e 60-120 oC para o AL) e pressões de H2 (10-30 bar para o FAL e 20-40 bar para o AL) em fase aquosa. Evidenciou-se a formação de uma liga metálica Ni-Re, ao passo que a adição do Re diminuiu a redutibilidade do Ni. Verificou-se um aumento da dispersão metálica (10% para 18%) com o aumento do teor de Re, exceto para o teor de 5% de Re (8%). Na hidrogenação do FAL, os catalisadores com melhores desempenhos foram 5%Ni-5%Re/C500 (conversão = 79%, seletividade = 91%) e 5%Ni-5%Re/C350 (conversão = 85%, seletividade = 97%). Na hidrogenação do AL, esses catalisadores também apresentaram melhor desempenho (conversão = 72%, seletividade = 97%). A temperatura de calcinação mostrou-se um parâmetro importante para a estabilidade dos catalisadores: após quatro ciclos de reuso, o catalisador 5%Ni-5%Re/C350 perdeu 60% de atividade na conversão do FAL e 53% na conversão do AL, enquanto o catalisador 5%Ni-5%Re/C500 apresentou pouca perda de atividade (7% para o FAL e 4% para o AL).

Palavras-chave: Hidrogenação, Furfural, Álcool Furfurílico, Ácido Levulínico, Gama-valerolactona, Catalisadores Ni-Re.