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Type: Dissertação
Title: Hidrogenação de ácido levulínico a gama-valerolactona empregando fosfetos de metais de transição suportados em sílica
Author(s)/Inventor(s): Albuquerque, Flávia Pereira de
Advisor: Silva, Victor Luis dos Santos Teixeira da
Co-advisor: Henriques, Cristiane Assumpção
Abstract: Cinco diferentes fosfetos suportados em sílica com teor de 30% em massa foram sintetizados, caracterizados e avaliados na reação de hidrogenação de ácido levulínico a γ-valerolactona, a saber: Ni2P, CoP, MoP, WP e Fe2P. Os catalisadores foram preparados em duas etapas: síntese do fosfato, por impregnação ao ponto úmido seguida de calcinação, e síntese do fosfeto por redução à temperatura programada in situ. As amostras foram caracterizadas por fisissorção de N2 a -196 ˚C, difração de Raios-X, espectrometria de emissão ótica por plasma indutivamente acoplado, quimissorção de CO e dessorção de CO à temperatura programada. Foram realizados ainda experimentos de reação de superfície à temperatura programada empregando-se o catalisador 30% (m/m) Ni2P/SiO2. Os testes de avaliação catalítica foram conduzidos em unidade contínua, empregando-se H2 como agente redutor e água como solvente, em condições de leito trifásico, a 30 bar, 125 ˚C e velocidade espacial mássica de 15 h -1 , nas quais os cálculos teóricos indicaram não haver limitações difusionais. O catalisador 30% (m/m) Ni2P/SiO2 apresentou melhor desempenho entre os fosfetos avaliados (conversão de 60%), com base na mesma massa de precursor, apresentando atividade por sítio superior ao catalisador de referência, 5% (m/m) Ru/C. No entanto, foi observado que os fosfetos suportados sofreram desativação nas condições avaliadas, devido à lixiviação da fase ativa provocada pela água e acentuada pela presença de ácido levulínico.
Abstract: The following silica supported phosphides with loading of 30 wt% were prepared, characterized and evaluated for levulinic acid hydrogenation to γ- valerolactone: Ni2P, CoP, MoP, WP and Fe2P. The catalysts were prepared in two steps: phosphate synthesis by incipient wetness followed by calcination, and phosphide synthesis by in situ temperature programmed reduction. The samples were characterized by N2 physisorption at -196 ˚C, X-Ray diffraction, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, CO chemisorption and temperature programed CO desorption. Temperature programed surface reaction experiments were also performed with 30 wt% Ni2P/SiO2. The catalytic evaluation were performed in a three phase trickle bed reactor, using H2 as hydrogen source and water as solvent, at 30 bar, 125 ˚C and weight hourly space velocity of 15 h -1 . In such conditions, theoretical calculations showed the absence of mass-transfer limitations. Among the evaluated phosphides, the best performance was obtained by 30 wt% Ni2P/SiO2 (conversion of 60%), based on the same weight of catalyst precursor loaded in the reactor, exhibiting a turnover frequency higher than the most effective catalyst for this reaction, 5% (m/m) Ru/C, to date. However, the supported phosphides suffered deactivation due to leaching of the active phase caused by water and increased by the presence of levulinic acid.
Keywords: Engenharia química
Fosfetos de metais de transição
Hidrogenação
Gama-valerolactona
Ácido levulínico
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2016
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Química

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