Avaliação da densidade e viscosidade do biodiesel do óleo de algodão utilizando catalisador MoO3/MCM-41
Palavras-chave:
molibdênio, transesterificação, biodiesel, otimizaçãoResumo
A densidade e a viscosidade do combustível influenciam o funcionamento do sistema de injeção, a propagação da chama e a combustão em motores de ignição por compressão. O objetivo do trabalho foi avaliar a viscosidade e densidade do biodiesel após o processo de transesterificação do óleo de algodão utilizando o catalisador heterogêneo MoO3/MCM-41. O MoO3 foi incorporado a peneira molecular MCM-41 sintetizado pelo método hidrotérmica e ativada por calcinação, os catalisadores obtidos foram caracterizados por análise difratometria de raios X e Fisissorção de N2. Foram avaliados os fatores temperatura reacional e teor de MoO3 no catalisador tendo como fator resposta a viscosidade e densidade do óleo transesterificado mediante planejamento fatorial 22+3PtCt. A análise estatística identificou a temperatura como sendo a variável significativa para o planejamento adotado. O catalisador contendo 15% de MoO₃ apresentou uma área superficial de 106,6 m²·g⁻¹. Nas condições reacionais a 150 °C, esse catalisador proporcionou o melhor resultado, para o rendimento de biodiesel de 81,24%, densidade de 883 g·m⁻³ e viscosidade de 3,86 mm²·s⁻¹. A ANOVA mostrou-se eficaz na previsão do rendimento de biodiesel em diferentes condições de reação.
Referências
1. Amal, R., Nadeem, R., Intisar, A., Rouf, H., Hussain, D., & Kousar, R. (2024). An insight into the catalytic properties and process optimization of Fe, Ni doped eggshell derived CaO for a green biodiesel synthesis from waste chicken fat. Catalysis Communications, 187, 106848.
2. Bart, J. C. J., Palmeri, N., & Cavallaro, S. (2010). Transesterification processes for biodiesel production from oils and fats. In Biodiesel Science and Technology (pp. 285–321). Elsevier.
3. Lugo-Méndez, H., Sánchez-Domínguez, M., Sales-Cruz, M., Olivares-Hernández, R., Lugo-Leyte, R., & Torres-Aldaco, A. (2021). Synthesis of biodiesel from coconut oil and characterization of its blends. Fuel, 295, 120595.
4. Sarin, A., Sharma, N., Devgan, K., & Singh, M. (2021). Study of kinematic viscosity and density of biodiesels exposed to radiations. Materials Today: Proceedings, 46, 5516–5522.
5. Ngomade, S. B. L., Fotsop, C. G., Nguena, K. L. T., Tchummegne, I. K., Ngueteu, M. L. T., Tamo, A. K., Nche, G. N.-A., & Anagho, S. G. (2023). Catalytic performances of CeO2@SBA-15 as nanostructured material for biodiesel production from Podocarpus falcatus oil. Chemical Engineering Research and Design, 194, 789–800.
6. Wang, Q., Wenlei Xie, & Guo, L. (2022). Molybdenum and zirconium oxides supported on KIT-6 silica: A recyclable composite catalyst for one–pot biodiesel production from simulated low-quality oils. Renewable Energy, 187, 907–922.
7. Silva, A. L. da, Sales, H. B., Meneghetti, S. M. P., Motta, R. J. B., Silva, B. J. B. da, Santos, I. M. G. dos, & Costa, A. C. F. de M. (2024). Synthesis of the acidic/magnetic catalyst x-MoO3/Ni0.5Zn0.5Fe2O4 by combustion reaction and evaluation of its catalytic potential/reuse in biodiesel production. Ceramics International, 50(21), 43874–43892.
8. Agu, C. M., Orakwue, C. C., Ani, O. N., Chinedu, M. P., Kadurumba, C. H., & Ahaneku, I. E. (2024). Methyl ester production from cotton seed oil via catalytic transesterification process; characterization, fatty acids composition, kinetics, and thermodynamics study. Sustainable Chemistry for the Environment, 5, 100064.
9. Jawaharraj, K., Karpagam, R., Ashokkumar, B., Kathiresan, S., Moorthy, I. M. G., Arumugam, M., & Varalakshmi, P. (2017). Improved biomass and lipid production in Synechocystis sp. NN using industrial wastes and nano-catalyst coupled transesterification for biodiesel production. Bioresource Technology, 242, 128–132.
10. GANESHA, T. et al. Biodiesel yield optimization from ternary (animal fat-cotton seed and rice bran) oils using response surface methodology and grey wolf optimizer. Industrial Crops and Products, v. 206, p. 117569, dez. 2023a.
11. Lin, Y.-W. et. al. (2022). Synthesis of aluminum-mesoporous MCM-41 humidity control material from thin-film transistor liquid crystal display waste glass and sandblasting waste and its application. Boletin de la Sociedad Espanola de Ceramica y Vidrio, 62, 357-367.
12. Sousa, L.C. (2013). Preparação e caracterização de materiais mesoporosos contendo Ferro e/ou Gálio. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal da Bahia. Escola Politécnica, Salvador.
13. GONZÁLEZ, J. et al. (2018) Quantitative determination of oxygen defects, surface lewis acidity, and catalytic properties of mesoporous MoO3/SBA-15 catalysts. Journal of Solid State Chemistry, v. 263, p. 100–114.
14. PAN, H. et al. (2013) Preparation of sulfated alumina supported on mesoporous MCM-41 silica and its application in esterification. Catalysis Communications, v. 35, p. 27–31,
15. Xiong, Y., Jia, Y., Du, Y., Du, X., Feng, X., Shan, W., & Yu, H. (2025). Aluminum modified MCM-41 solid acids catalyst with large surface area for efficiently catalyzing biomass-derived GVL decarboxylation to butene. Fuel, 386, 134265.
16. Arya, M., Kumar Rout, A., & Samanta, S. (2022). A review on the effect of engine performance and emission characteristics of C.I. Engine using Diesel-Biodiesel-Additives fuel blend. Materials Today: Proceedings, 51, 2224–2232.
17. Helwani, Z., Zahrina, I., Yelmida, Neonufa, G., Syamsuddin, Y., Rahmasari, A., Othman, M. R., & Idroes, R. (2023). Production of high-performance biodiesel with a high oxidation stability through a fractionation method using urea. South African Journal of Chemical Engineering, 45, 162–171.
