Marivone Nunho Sousa.

Neste projeto serão preparados catalisadores monometálicos de magnésio (Mg) e de molibdênio (Mo) suportados diferentes óxidos: alumina, sílica, nióbia e titânia para emprego na transesterificação de óleos vegetais visando a produção do biodiesel.

Neste projeto serão preparados catalisadores de cobre suportados em óxido
nióbio para emprego na transesterificação de óleos vegetais visando a produção do
biodiesel. O emprego da catálise heterogênea traz vantagens econômicas e
ambientais, tais como: possibilidade de reutilização do catalisador, facilidade de
recuperação e menor custo. Muita atenção tem sido dada à investigação de
catalisadores contendo o nióbio, devido suas propriedades ácidas, baixo custo e ter
no Brasil uma das maiores reservas desse metal. O nióbio é um elemento bastante
versátil e pode ser utilizado como suporte para outros metais, conferindo aumento na
eficiência catalítica destes. Avanços recentes na área de nanotecnologia mostraram
que as nanopartículas de óxido de nióbio podem levar ao aumento da atividade
catalítica. Este projeto visa comparar a eficiência de catalisadores preparados com o
ácido nióbico tratado termicamente a 200ºC e 400ºC e impregnados com soluções de
nitrato de cobre para a preparação de catalisadores com teores de 10% e 20% de
cobre. Os quatro catalisadores serão testados em reações de transesterificação de
óleo de soja comercial com etanol, a 78°C, sob refluxo. Para a programação das
reações de transesterificação será usado um Planejamento de Experimentos visando
obter as condições das variáveis que levam a otimização da produção de ésteres
etílicos, o biodiesel. Os catalisadores serão caracterizados quanto à estrutura
cristalina e morfológica a partir de difratometria de raios-X (DRX); área superficial
específica, por meio do método de volumetria de nitrogênio (BET); porosidade, por
microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectrofotometria de energia
dispersiva (EDS). O produto de transesterificação será caracterizado por
Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), por
Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN-H) e análises de acidez.

Este projeto visou complementar experimentalmente o projeto iniciado em 2020, que por conta da pandemia do COVID-19 só pode ser realizado na forma de estudos dirigidos por determinação da Reitoria da USP.
O objetivo geral do presente trabalho é avaliar a capacidade adsortiva de cascas de banana nanica (Musa paradisíaca) como bioadsorvente. A banana é um dos cinco frutos mais consumidos em todo o território brasileiro, gerando assim uma grande quantidade de resíduos. Caso a casca de banana seja utilizada como bioadsorvente, são resolvidos dois grandes problemas: geração de resíduos pelas cascas e tratamento de efluentes em especial o azul de metileno. Para isto, foram realizadas as etapas de coleta, trituração, secagem e tratamento das amostras de casca de banana para serem realizados os testes de adsorção. O tratamento foi realizado com ácido clorídrico (HCl) e com hidróxido de potássio (KOH) por um período de 1h, este de extrema relevância para aumentar a capacidade adsortiva, em especial da casca de banana. A transmitância para uma amostra de casca de banana tratada com HCl obteve um percentual máximo de 96,30% para um período de 50 minutos. Já para outra amostra tratada com KOH, o percentual máximo de transmitância foi 80,10%. Mediante uma análise dos resultados, podemos concluir que o melhor bioadsorvente foi aquele submetido ao tratamento ácido, por ter apresentado a melhor capacidade adsortiva do corante azul de metileno.

A indústria têxtil consome uma grande quantidade de água e produtos químicos em seus processos, dentre esses produtos, as tintas são as principais fontes de poluição ambiental desse efluente industrial (HALDER, ISLAM, 2015, apud TEMESGEN, GABBIYE, SAHU, 2018,). Mesmo em pequenas quantidades as tintas afetam a vida aquática e a teia alimentar, pois impedem a penetração da luz solar inibindo a fotossíntese (MALIK, 2003). As tintas solúveis em água, também chamadas por tintas reativas (JUANG et al., 1996, apud AL-DEGS et al., 1999), possuem uma alta taxa de componentes orgânicos e estáveis que tratamentos físico-químicos e biológicos não são suficientes para sua remoção (MALIK, 2003). Além do mais, os métodos convencionais como coagulação e floculação produzem resíduos finais. Logo, os tratamentos livres de resíduos vêm ganhando reconhecimento e o uso de carvão ativado é um dos métodos no qual tem grande potencial de remoção de tintas (GOYAL, SINGH, BANSAL, 2004).
Entretanto, alto custo dos carvões ativados e a dificuldade de regeneração faz com que pesquisadores busquem métodos mais baratos de produção provindos de matéria prima abundante (AMIN, 2008). Sendo assim, há uma via de mão dupla: em uma mão há a redução do custo da produção dos adsorventes e na outra a diminuição dos resíduos gerados pela agricultura (ALAM et al., 2007).

A inovação deste projeto está na necessidade de desenvolver novos materiais catalíticos que produzam alto rendimento e conversão de reação de transesterificação acima de 95% como é definido o biodiesel pela ANP. Na literatura são encontrados diversos resultados de transesterificação usando metanol mas ainda poucos com etanol, que é um álcool produzido em nosso País, em larga escala e de fontes renováveis. No Laboratório de Catálise Heterogênea têm sido desenvolvidos catalisadores à base de potássio, cálcio, magnésio para emprego em reações de transesterificação; em conjunto com o desenvolvimento de óxidos mistos de zircônia e nióbio, de alumínio e zinco, entre outros. Os resultados obtidos na transesterificação de óleo de soja com 100% de conversão nos levam a propor este projeto de novos sistemas catalíticos que serão usados com matéria graxa oriunda da extração de resíduos de frangos e peixes. Este projeto inclui ainda, uma inovação também da aplicação do óleo de gengibre para estudo da estabilidade oxidativa do biodiesel preparado a partir destes materiais ainda pouco estudados.

Preparação de catalisadores óxidos modificados para a obtenção de biodiesel a partir de óleos vegetais e etanol.

Trabalho experimental a ser desenvolvido pelo aluno de doutoramento Márcio Evaristo da Silva.

Catalisadores de paládio suportado em óxido de zircônio e em óxidos mistos de zircônia-alumina serão preparados para emprego na oxidação do metano.

Suportes óxidos de zircônio, com a finalidade de emprego em catálise heterogênea, serão preparados a partir de oxicloreto de zircônio em diferentes condições. Os óxidos obtidos serão caracterizados pela medida de área superficial específica. Um óxido de zircônio selecionado, aquele que apresentar maior área superficial específica, será empregado na preparação de catalisadores monometálicos de paládio, a partir de cloreto de paládio. Após a impregnação à umidade incipiente serão realizados tratamentos térmicos de secagem e redução. A descloração será acompanhada por condutivimetria. Os catalisadores serão caracterizados por análise química elementar e por quimissorção de hidrogênio. Os materiais serão preparados com teores entre 0,5% e 3%Pd, em massa. Estes sólidos serão utilizados na reação de desidrogenação do cicloexano, efetuada em fase gasosa, num micro reator dinâmico diferencial e a análise dos produtos será feita por cromatografia gasosa. Os principais aspectos a serem investigados serão as áreas superficiais específicas das zircônias em função das condições de preparação, o efeito do suporte na dispersão metálica e na atividade desidrogenante dos catalisadores de paládio.

Catalisadores monometálicos de paládio suportado em sílica ou óxido de nióbio foram preparados.