Biblioteca Digital de Teses e Dissertações PÓS-GRADUAÇÃO SCTRICTO SENSU Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento de micro e nano compósitos poliméricos com atividade catalítica para produção de biodiesel
Autor(es): CARVALHO, Gabriel Badagnani
Primeiro Orientador: MORAIS, Luiz Carlos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: PASQUINI, Daniel
Resumo: A crise energética mundial afeta diversos setores da economia global, com a dependência e provável escassez dos recursos não renováveis, faz-se necessário a investigação de fontes energéticas alternativas e renováveis. O biodiesel demonstra ser um biocombustível promissor, porém, o alto custo de produção e métodos atuais adotados não viabilizam ainda a substituição completa do diesel comum. Nesse contexto, pesquisas por rotas alternativas são essenciais para um futuro com maior utilização de energia renovável. Nesse trabalho, através de um planejamento de experimentos são apresentados candidatos a catalisadores produzidos com resíduos agroindustriais, casca de soja (CS), lignina (Ln) e estes associados com polímero de alta performance polieterimida (PEI). A pirólise foi feita na CS a 400 ºC por 2 horas com rampa de aquecimento de 10 ºC/min. O carvão de casca de soja CCS e Ln foram sulfonadas utilizando ácido sulfúrico concentrado como agente sulfonante. Os resultados dos testes de esterificação para os componentes sulfonados mostraram que o carvão de casca de soja sulfonado CCSS (5,827 meq/g) e Ln-S (8,552 meq/g) resultaram numa porcentagem de conversão de Ácido Oleico em Oleato de Metila de 99 e 99,8 % à 65 ºC em 60 minutos, respectivamente. Os componentes sulfonados foram usados para formação de compósitos eletrofiados através das dispersões poliméricas. Dentre os resultados obtidos, os compósitos eletrofiados utilizando PEI puro foram mais promissores com destaque para o compósito produzido com PEI e CCSS (5,827 meq/g) PEICCSS (5,827meq/g), com CTI de 2,998 meq/g foi capaz de obter uma porcentagem de conversão de 98,2 % em 60 minutos à 65 ºC, superior ao valor mínimo de 96,5 % de teor de ésteres pelo método EN14103 da ANP. Possui uma espessura média de fios de 2-4 μm, o compósito também apresentou um aumento na eficiência de conversão de 17,7 vezes maior comparado com a quantidade de carvão sulfonado utilizada nos testes, em relação aos estudos cinéticos, o compósito obteve uma constante cinética de 4,6.10-2 min-1. Através da produção dos compósitos, este trabalho demonstra a importância da investigação de novas formas de utilizar os resíduos agroindustriais, assim como, apresentá-los como candidatos a viabilização de produção de biocombustíveis.
Abstract: The world energy crisis affects several sectors of the global economy, owing to the dependence and probable scarcity of non-renewable resources, it is necessary to investigate alternative and renewable energy sources. Biodiesel proves to be a promising biofuel, however, the high cost of production and current methods adopted do not yet enable the complete replacement of common diesel. In this context, research on alternative routes is essential for a future with greater use of renewable energy. In this work, through experiment planning, are showed candidates for catalysts produced from agro-industrial residues of soybean hulls (CS) and lignin (Ln) and these associated with high-performance polymer like polyetherimide (PEI). Pyrolysis was performed on the CS at 400 °C for 2 hours with a heating ramp of 10 °C/min. Soybean hull carbon CCS and Ln were sulfonated using concentrated sulfuric acid as sulfonating agent. The results of the conversion tests for the appreciated sulfonated components that sulfonated soy hull charcoal CCSS(5.827 meq/g) and Ln-S(8.552meq/g) obtained a percentage conversion of oleic acid to methyl oleate of 99 and 99.8 % at 65 ºC in 60 minutes, respectively. Sulfonated components were electrospun to form fiber composites through the polymeric dispersions. Among the results obtained, the electrospun composites using pure PEI were more promising, with emphasis on composite produced with PEI and CCSS (5.827 meq/g) PEICCSS(5.827 meq/g), with a CTI of 2.998 meq/g, which was able to convert about 98.2 % in 60 minutes at 65 ºC higher than the minimum value of 96.5 % of ester content by the ANP method EN14103. The fibers have an average wire thickness of 2-4 μm, the composite also showed a 17.7-fold increase in conversion efficiency compared to the amount of sulfonated carbon used in the tests. Through the production of composites, this work demonstrates the importance of investigating new ways of using agro-industrial residues and presenting them as new candidates for the viability of biofuel production.
Palavras-chave: Resíduos agroindustriais.
Pirólise.
Compostos sulfonados.
Compósitos eletrofiados.
Esterificação.
Biocombustível.
Agroindustrial residues.
Pyrolysis.
Sulfonated compounds.
Electrospinning composites.
Esterification.
Biofuel.
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da Instituição: UFTM
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1574
Data do documento: 24-Jul-2023
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