Palavras-chave:
levulinatos de alquila, biomassa lignocelulósica, química verde
Resumo
A conversão de derivados da biomassa em compostos de maior valor agregado, como ésteres levulínicos, representa uma rota promissora para a produção de biocombustíveis e aditivos sustentáveis. Neste trabalho, investigou-se o efeito do comprimento da cadeia carbônica de diferentes álcoois lineares (etanol, 1-butanol, 1-hexanol e 1-octanol) sobre a conversão do álcool furfurílico (AFF) e a seletividade a levulinatos de alquila, utilizando fosfato de nióbio (NbP) como catalisador heterogêneo. As reações foram conduzidas em reator pressurizado, sob 15 bar de N2, com concentração inicial de AFF de 2,5 mol L-1, razão molar AFF:álcool de 1:5, 10% de NbP (m/m), temperatura de 150 °C e tempo de reação de 6 horas. Observou-se que a extensão da cadeia carbônica influenciou diretamente o desempenho catalítico: etanol e 1-butanol proporcionaram elevadas conversões de AFF (>75%) e seletividade ao respectivo levulinato, enquanto álcoois de cadeia mais longa resultaram em menor conversão e maior formação de subprodutos e intermediários. Os resultados indicam um efeito estérico e difusional significativo, associado à inserção de álcoois de maior massa molar na matriz porosa do NbP.
Biografia do Autor
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Alanna Silveira de Moraes, Instituto Nacional de Tecnologia
Engenheira Química pela Universidade Federal Fluminense (2016) e mestre em Engenharia Química pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química/UFF (2018). Experiência em Engenharia Química, com ênfase em processos catalíticos e obtenção de novos materiais, atuando como aluna de iniciação científica e de pós-graduação nos seguintes temas: preparação e caracterização de catalisadores heterogêneos, conversão de CO2 em produtos de maior valor agregado e controle de emissão do COVs e conversão de moléculas plataformas em bioprodutos. Pesquisadora entre 2020 e 2023 no Instituto Nacional de Tecnologia (INT) na linha de pesquisa que tem como objetivo produzir biolubrificantes a partir de biomassas residuais. Também tem experiência no planejamento de experimentos e análise estatística de dados, na construção de Procedimentos Operacionais de Qualidade (POQ) e no desenvolvimento e validação de metodologias analíticas para análises de diferentes matrizes por cromatografia gasosa acoplada a diferentes detectores (Espectrometria de Massas, Ionização de Chama e Detector de Condutividade Térmica). Atualmente é Analista Censitário na Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), atuando na área de Métodos Quantitativos.
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Marco André Fraga, Instituto Nacional de Tecnologia
Marco André Fraga é engenheiro químico com doutorado pela UNICAMP (2000) na área de Catálise Heterogênea. É pesquisador sênior do Instituto Nacional de Tecnologia, órgão do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (INT/MCTI), professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Química do Instituto Militar de Engenharia (IME) e professor do Departamento de Engenharia Química e de Materiais e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, de Materiais e Processos Ambientais da PUC-Rio. É Diretor Substituto do INT/MCTI, tendo anteriormente exercido os cargos de Coordenador de Tecnologias Aplicadas (2017-2020), chefe da Divisão de Catálise e Processos Químicos (2008-2017) e do Laboratório de Catálise (2002-2008), sendo o responsável pela criação do Laboratório de Catálise Combinatorial em 2009. Atuou como professor visitante no Departamento de Físico-Química da Universidad de Concepción (Chile) entre 2014-2017 e na Unidade de Catálise e Química do Estado Sólido da Ecole Centrale de Lille (França) em 2018/2019. É Diretor da Divisão de Catálise da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), membro da Comissão de Desenvolvimento Sustentável da ABIQUIM (Associação Brasileira da Indústria Química) e da Câmara Temática de Fortalecimento das Bases Tecnológicas do Programa Nacional de Hidrogênio - PNH2 (2022-2023). Sua pesquisa é focada na área de Catálise, principalmente no desenvolvimento de catalisadores multifuncionais e (nano)estruturados para a conversão de biomassa residual para produção de biocombustíveis e bioprodutos. Possui colaboração com universidades brasileiras e estrangeiras (Chile, Portugal, França, EUA e Inglaterra) e tem desenvolvido projetos de desenvolvimento tecnológico com diferentes empresas como Solvay, Braskem, Petrobras, LOreal, TSI e Siderquímica. Recebeu o Prêmio Inventor Petrobras em quatro edições distintas (2009, 2011, 2013 e 2021) e o Prêmio Inventor da Universidade Federal da Bahia em 2013. É autor de várias publicações científicas (H = 32), destacando-se ainda o depósito nacional e internacional de 17 pedidos de privilégio de invenção (PI) no Brasil (INPI), nos EUA (USPTO - United States Patent and Trademark Office) e na Europa (EPO - European Patent Office), tendo já 7 patentes concedidas. Atuou como editor convidado (Guest Editor) para as revistas Microporous and Mesoporous Materials (Elsevier), Molecular Catalysis (Elsevier) e Journal of Materials Chemistry A (The Royal Society of Chemistry). Atualmente, compõe o Editorial Advisory Board da revista Industrial Engineering Chemistry Research (ACS Publications) e o Editorial Board da Applied Catalysis A (Elsevier) e da Tetrahedron Green Chem (Elsevier).
Referências
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