Nome do aluno: Ítalo Oliveira Monteiro
Orientadores: Cristiane Assumpção Henriques e Alexandre Barros Gaspar
Instituição: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química / Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Regional: 2 (Rio de Janeiro, Minas Gerais e Espírito Santo)
Data da defesa: 9 de março de 2020
Local da defesa: PPGEQ/IQ/UERJ – Rio de Janeiro

Resumo: Uma série de óxidos mistos Zn-Al promovidos com Ce, La ou Zr (X) obtidos por decomposição térmica a 550 °C de precursores com estruturas tipo hidrotalcita foi testada como catalisadores heterogêneos básicos na síntese de carbonato de glicerol - uma alternativa promissora para a recuperação de glicerol da indústria de biodiesel. Os óxidos mistos têm razão molar Zn/Al fixada em 2, enquanto as razões molares X/Al utilizadas foram 0,02 ou 0,3. As propriedades físico-químicas dos óxidos mistos foram investigadas por espectroscopia de emissão por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), difração de raios-X (DRX), adsorção-dessorção de N₂ a -196 °C, termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG-DTG-DSC) e dessorção à temperatura programada de CO₂ (TPD-CO₂). As atividades catalíticas dos óxidos mistos foram avaliadas na síntese do carbonato de glicerol (CG) a partir da reação de transcarbonatação do dimetilcarbonato (DMC) com glicerol (proporção molar 4:1) sob condições reacionais brandas (100 °C, pressão atmosférica). Os testes catalíticos mostraram que a força e a densidade dos sítios básicos estão diretamente ligadas à capacidade dos óxidos mistos em sintetizar o CG. Todos os catalisadores foram 100 % seletivos ao CG nas condições estudadas. O óxido misto de Zn-Al modificado por La no teor molar X/La = 0,3 apresentou o melhor desempenho entre os catalisadores testados, atingindo 15% de rendimento após 2,5 h de reação. A incorporação do Zr como promotor resultou em sítios com força básica reduzida e menores rendimentos a CG. Os óxidos mistos promovidos com Ce não apresentaram correlação entre suas propriedades básicas e seus desempenhos catalíticos.

Palavras-chave: Carbonato de glicerol. Glicerol. Dimetilcarbonato. Catalisadores básicos. Transcarbonatação. Óxidos mistos Zn-Al