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http://hdl.handle.net/11422/29696
| Type: | Dissertação |
| Title: | Carbetos metálicos para a hidrogenólise do 5-Clorometilfurfural a 2,5-Dimetilfurano: um precursor do pxileno verde |
| Author(s)/Inventor(s): | Coutinho, Sofia Guerson Gonçalves |
| Advisor: | Ferraz, Camila Palombo |
| Co-advisor: | Ribeiro, Emerson Schwingel |
| Abstract: | Este trabalho investiga a aplicação de catalisadores metálicos na conversão de moléculas plataforma derivadas da biomassa em compostos de maior valor agregado. Estudou-se a hidrogenólise do 5-clorometilfurfural (CMF) e do 5-hidroximetilfurfural (HMF) para produção de 2,5-dimetilfurano (DMF), um composto promissor tanto como biocombustível quanto como intermediário na produção de p-xileno verde. OCMF destaca-se como alternativa ao HMF por apresentar maior facilidade de separação e bons rendimentos a partir de diferentes fontes de biomassa lignocelulósica. Nesse contexto, foram avaliados catalisadores de paládio suportado em carbono (5% Pd/C) e carbetos de metais de transição, especialmente carbeto de molibdênio (Mo2C) e carbeto de tungstênio (W2C), buscando alternativas catalíticas de menor custo em comparação aos metais nobres. Os catalisadores foram sintetizados e caracterizados por técnicas como TPC, DRX, MEV-EDS, espectroscopia Raman e quimissorção de H2 e CO e fisissorção de N2. Os testes catalíticos foram conduzidos em reator sob atmosfera de hidrogênio e os produtos foram analisados por cromatografia gasosa. Os resultados indicam que o 5% Pd/C apresentou atividade catalítica elevada para reações de HDO e HDC, com conversão de 100% e seletividade >60% para produção de DMF a partir de HMF e CMF. Os carbetos metálicos apresentaram propriedades catalíticas relevantes para reação de HDC do CMF, com seletividade para produção de 5-MF, um intermediário importante para produção de DMF. |
| Abstract: | This work investigates the application of metal-based catalysts in the conversion of biomass-derived platform molecules into higher value-added compounds. The hydrogenolysis of 5-chloromethylfurfural (CMF) and 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to produce 2,5-dimethylfuran (DMF) was studied. DMF is a promising compound both as a biofuel and as an intermediate to produce green p-xylene. CMF stands out as an alternative to HMF due to its easier separation and high yields from different lignocellulosic biomass sources. In this context, palladium supported on carbon (5% Pd/C) and transition metal carbides were evaluated as catalysts, particularly molybdenum carbide (Mo₂C) and tungsten carbide (W₂C), aiming at lower-cost catalytic alternatives compared to noble metals. The catalysts were synthesized and characterized using techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM–EDS), temperature-programmed carburization (TPC), Raman spectroscopy, and CO chemisorption. Catalytic tests were carried out in a reactor under a hydrogen atmosphere, and the reaction products were analyzed by gas chromatography. The results indicate that 5% Pd/C exhibited high catalytic activity for hydrodeoxygenation (HDO) and hydrodechlorination (HDC) reactions, achieving 100% conversion and selectivity higher than 60% toward DMF from both HMF and CMF. Transition metal carbides showed relevant catalytic properties for the HDC reaction of CMF, with selectivity toward the formation of an important intermediate for DMF production. |
| Keywords: | 5-clorometilfurfural 2,5-dimetilfurano Catálise Biomassa Carbetos 5-chloromethylfurfural 2,5-dimethylfuran Catalysis Biomass Carbides |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::SINTESE ORGANICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Production unit: | Instituto de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2026 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | COUTINHO, Sofia Guerson Gonçalves. Carbetos metálicos para a hidrogenólise do 5-Clorometilfurfural a 2,5-Dimetilfurano: um precursor do pxileno verde. Rio de Janeiro, 2026. 110 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2026. |
| Appears in Collections: | Química |
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