Valorização da Glicerina por Acetalização Catalítica com Compostos à Base de Mo e Nb

Autores

  • Isabelle Louise Dias Lago Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor
  • Francyellen Cota Torres Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor
  • Me. Samuel Moura Breder Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor
  • Dra. Ana Pacheli Heitmann Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor
  • Prof. Dra. Cinthia de Castro Oliveira Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor
  • Prof. Dr. Luiz Carlos Alves Oliveira Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Autor https://orcid.org/0009-0003-2972-9620

Palavras-chave:

Solketal, Catálise heterogênea, Nióbio, Molibdênio, Acetalização

Resumo

Catalisadores à base de molibdênio (CM) e nióbio (CN) foram preparados via calcinação direta de seus sais precursores a 500 °C e caracterizados por DRX, FTIR, FRX, adsorção de N₂ e titulação ácido-base. A eficiência catalítica foi avaliada na acetalização da glicerina com acetona para formação de solketal, monitorada por CG-EM. As reações foram conduzidas com 100 mg de catalisador e razão molar acetona:glicerina de 5:1. O CM apresentou elevada acidez titulável e comportamento cinético estável, com aumento progressivo de conversão, seletividade e rendimento. Já o CN mostrou menor acidez e instabilidade na conversão ao longo do tempo. O CM obteve resultados superiores em comparação a catalisadores de molibdênio relatados da literatura, especialmente em relação à seletividade. Os resultados destacam a influência da densidade de sítios ácidos no desempenho catalítico e apontam o CM como promissor para valorização de glicerina.

 

Biografia do Autor

  • Isabelle Louise Dias Lago, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

    Isabelle Louise atualmente é mestranda pelo Programa de Pós Graduação em Química da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e é bolsista pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) no Laboratório de Materiais Avançados (LMA) do Departamento de Química da UFMG, sob orientação do Prof. Dr. Luiz Carlos Alves Oliveira e coorientação do Prof. Dr. Paulo Jorge Sanches Barbeira. Possui bacharelado em Química (2024) e formação médio/técnico em Química pelo Colégio Técnico pela Universidade Federal de Minas Gerais. É membro associado do grupo de extensão ACS Student Chapter UFMG desde 2022.

  • Prof. Dr. Luiz Carlos Alves Oliveira, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

    FORMAÇÃO E PROFISSIONAL: Professor Titular do Depto de Química da UFMG. Formação acadêmica multidisciplinar, sendo a graduação em Quimica-bacharelado (1997), mestrado em Físico-Química (2000) e doutorado em Química Inorgânica pela Universidade Federal de Minas Gerais. Estágio Pós-doutorado pela Universidade da Califórnia (2009). Atualmente, desenvolvo pesquisas em Química Ambiental e Desenvolvimento de Novos Materiais, principalmente nos seguintes temas: compostos de nióbio, carvão ativado, óxido de ferro, catálise, adsorção e contaminantes de efluentes. Membro da Câmara-CEX de Assessoramento da Fapemig (2010-2014) e Coordenador do Programa de Monitores de Graduação (2012-2013) (DQ-UFMG; Portaria 13 de 21 de março de 2012). Membro da Câmara Departamental (DQ-UFMG) 2016-2020. Fui representante Brasileiro na FISOCAT - Federación Iberoamericana de Catalisis;. Em maio/2021 foi aprovado o CT Nanobio-Materiais/UFMG no qual sou Sub-coordenador. DISNTINÇÃO/PRÊMIOS: 3 vezes vencedor do Prêmio Petrobrás de Tecnologia (2007, 2009 e 2013); Vencedor do Prêmio Santander de Ciência e Inovação na categoria Indústria em 2008; Orientador do Prêmio Jovem Cientista em 2010 (Categoria graduado; 2 lugar); Prêmio Finep de Inovação - Etapa regional Sudeste (Categoria Inventor Inovador), Finep (2013). e vencedor do Prêmio Investigador Jovem 2012 (FISOCAT-Federación Iberoamericana de Sociedades de Catálisis); Prêmio Pesquisador em Catálise-2013 (SBCAT - Sociedade Brasileira de Catálise). Citado entre trinta professores/pesquisadores da UFMG que estão entre os 100 mil cientistas mais influentes do mundo (https://ufmg.br/comunicacao/noticias/ufmg-tem-28-cientistas-entre-os-mais-influentes-do-mundo), segundo levantamento que utilizou dados da base Scopus e considera citações de trabalhos científicos ao longo da carreira.PATENTES E TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA: Possui alguns trabalhos com empresas visando a transferencia de tecnologias, sendo que 25 patentes foram depositadas junto ao INPI. Um processo foi feito pedido de patente internacional com a Petrobras (PCT/BR2012/000115). STARTUP. 3 empresas (Fertilitatis Innovatio, Nanonib Nanotecnologia e NbAgro-Soluções para o Agronegócio) foram geradas a partir de pesquisas desenvolvidas sob minha coordenação na UFMG, em parcerias com investidores privados. Em jul/2021 efetuou-se o licenciamento de tecnologia para a Empresa Fertilitatis Innovatio Pesquisas Ltda que iniciou o processo de escalonamento da tecnologia e venda comercial. Sócio da Startup NANONIB - Nanotecnologia e Inovação em Nióbio localizada no Parque Tecnológico de BH, empresa criada para explorar a tecnologia gerada durante a pesquisa na UFMG (As patentes foram licenciadas junto à e PCTs foram solicitados). A tecnologia trata da produção de uma nova molécula empregando compostos de nióbio comerciais. Essa molécula apresentou excelente capacidade na eliminação do coronavírus em superfícies. O produto comercial (INNIB-41) já foi testado em produção em escala comercial e foi aprovado pela Anvisa. Dessa mesma pesquisa e tecnologia foi lançado o produto AcNano para tratamento de acne. Empresa NbAgro - O sucesso dos resultados obtidos como fungicida dos nanomateriais da Nanonib permitiram a criação de uma empresa para exploração exclusiva dos produtos para o agronegócio. Os resultados já obtidos em fase de campo mostraram excelente controle da Ferrugem asiática da soja e sem apresentar toxicidade. Além disso, o fungicida de nióbio não possui carbono na sua composição, contribuindo com a descarbonização da agricultura brasileira.

Referências

1. M. Trejda, K. Stawicka, A. Dubinska, M. Ziolek, Catal. Today, 2012, 187, 129–134.

2. L.-Z. Yu, X.-W. Zhang, F. Wang, J. Xu, B. Xue, Appl. Catal. A 2024, 678, 119729.

3. Gonçalves, I.M., Chaves, D.M., da Silva, V.L., Peternelli, L.A., Barbosa, M.H.P., Teófilo, R.F. Biomass Bioenerg. 2024, 188, 107330.

4. S. Mahendran, V.V. Srinivasan, G. Karthikeyan, M.P. Pachamuthu, Mol. Catal. 2021, 510, 111682

5. Hongtao Liu, Xueli Wang, Wenjie Zhang, Jiawei Wen, Junlian Wang, Jianzhong Ye, Youbei Zhan, Guoyong Huang, Shengming Xu, Journal of Environmental Management, 2025, v. 380, 125029.

6. S. Cotchim, S. Kongkaew, P. Thavarungkul, P. Kanatharana, W. Limbut, Talanta. 2024, v. 272 125755.

7. Zhou, C. H.; Beltramini, J. N.; Fan, Y. X.; Lu, G. Q., Chem. Soc. Rev. 2008, 27, 527.

8. Pagliaro, M.; Ciriminna, R.; Kimura, H.; Rossi, M.; Pina, C. D.; Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4434.

9. Behr, A.; Eilting, J.; Irawadi, K.; Leschinski, J.; Lindner, F.; Green Chem. 2008, 10, 13.

10. Jérôme, F.; Pouilloux, Y.; Barrault, J.; ChemSusChem 2008, 1, 586.

11. P.A. Oliveira; R.O.M.A. Souza; C.J.A. Mota, J. Braz. Chem. Soc. 2016, 27, 1832-1837.

12. C.P. Anaswarakrishna; M.S. Swapna; S. Sankararaman, Appl. Surf. Sci. 2025, 684, 161823.

13. A. Gopala Krishna; R.V.S.S.N. Ravikumar; T. Vijaya Kumar; S. Daniel Ephraim; B. Ranjith; M. Pranoy; S. Dola, Mater. Today Proc. 2016, 3, 54–63.

14. S. Kothaplamoottil, S. Akshay, K.K.P. Vinod, V.T.P. Rajendra, Clean Technol. Environ. Policy 2019, 21, 1557–1566.

15. N. B. Ribeiro. Materiais de Óxido de Nióbio: síntese, caracterização e aplicações. Universidade Federal de Uberlândia, 2023.

16. Kruk, M.; Jaroniec, M. Chemistry of Materials, 2001, v. 13, 3169– 3183.

17. Barrett, E. P.; Joyner, L. G.; Halenda, P. P. Journal of the American Chemical Society, v. 73, 1951, n. 1, 373–380.

18. Nanda, M. R.; Yuan, Z.; Ghaziaskar, H. S.; Xu, C. C. Fuel 2014, 117, 470–477.

19. Deutsch, J.; Martin, A.; Lieske, H. J. Catal. 2007, 245(2), 428–435.

20. Li, L.; Qu, Y.; Liu, X.; Wang, Y. Green Chem. 2012, 14(6), 1611.

21. X. Wang, N. Lu, Y. Fu, C. Lu, M. Guan, K. Wang, H. Yu, Chin. J. Chem. Phys. 2023, 36(3), 319–328.

22. M. Myradova, A. Węgrzynowicz, A. Węgrzyniak, M. Gierada, P. Jodłowski, J. Łojewska, J. Handzlik, P. Michorczyk, Catal. Sci. Technol. 2022, 12, 2134–2145.

23. S. H. Bakhtiar, A. Ismail, S. Ali, F. Raziq, S. A. Hussain, A. Zada, W. Dong, M. Zahid, Q. Fu, Inorg. Chem. Commun. 2024, 159, 111835.

Downloads

Publicado

03-11-2025

Edição

v. 1 n. 1 (2025): 23ºCBCAT

Seção

Síntese e caracterização de catalisadores e adsorventes