Conversão de Glicerol a Ácido lático em meio alcalino utilizando catalisadores de cobre suportado em SiO2

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25652

Palavras-chave:

Ácido Lático; Glicerol; Catalisadores; Glicerol.

Resumo

O ácido lático é um dos materiais de alto valor agregado que pode ser obtido por meio do glicerol, tendo as mais variadas aplicações em diferentes indústrias, com atual destaque por sua importante aplicação na obtenção de poliácido lático (PLA). O objetivo deste trabalho foi a produção de ácido lático a partir de glicerol em meio alcalino utilizando dois diferentes catalisadores de cobre suportados em sílica (SiO2) com 5% de cobre sobre a massa da solução de glicerol, utilizando um sistema de reação em batelada simples. Para todos os catalisadores, os testes catalíticos foram realizados com uma razão mássica de NaOH/glicerol de 1:1 e uma concentração de NaOH igual a 0,6M. Com o catalisador 9%Cu/SiO2-D2, os testes catalíticos foram realizados em tempo de 6h, utilizando temperaturas de 220ºC, 250ºC, 280ºC e 300ºC, com concentrações de glicerol de 0,6M e 3,3 M. Os resultados de conversão de glicerol (58,9%) e seletividade ao ácido lático (69,4%) foram satisfatórios em temperaturas mais altas (280ºC e 300ºC). Os testes com o catalisador 9%Cu/SiO2-F1 foram realizados utilizando a concentração de glicerol igual a 0,6 M, tempo de reação de 6 horas e temperaturas de 250ºC, 280ºC e 300ºC. Os resultados indicaram uma boa conversão de glicerol (54,0%) e seletividade ao ácido lático (59,8%) em temperaturas mais elevadas (300ºC). Assim, concluiu-se que os catalisadores foram favoráveis nestas reações. A temperatura de reação combinada com o tempo de reação mostraram-se parâmetros essenciais na avaliação da conversão e seletividade ao ácido lático.

Referências

Adhikari, S., Fernando, S. D. & Harvanto, A. S. D. (2008). Hydrogen production from glycerin by steam reforming over nickel catalysts, Renew. Energy, 33, 1097-1100.

Dussault, L., Dupin, J. C., Dumitriu, E., Auroux, A. & Guimon, C. (2005). Microcalorimetry, TPR and XPS studies of acid-base properties of NiCuMgAl mixed oxides using LDHs as precursors, Thermochimica Acta, 434, 93-99.

Evans, M. D., Douthwaite, M., Carter, J. H., Pattisson, S., Kondrat, S. A., Bethell, D., Knight, D. W., Taylor, S. H. & Hutchings, G. J. (2020). Enhancing the understanding of the glycerol to lactic acid reaction mechanism over AuPt/TiO2 under alkaline conditions. The Journal of Chemical Physics, 152, 534-542.

Flores, J. H., Peixoto, D. P. B., Appel, L. G. & Avillez, R. R. (2011). The influence of different methanol synthesis catalysts on direct synthesis of DMF from syngas. Catalysis Today, 172, 218-225.

Huang, Z., Cui, F., Xue, J., Zuo, J., Chen, J. & Xia, C. (2012). Cu/SiO2 catalysts prepared by hom- and heterogeneous deposition-precipitation methods: texture, structure and catalytic performance in the hydrogenolysis of glycerol to 1,2-propanediol. Catalysis Today, 183, 42-51.

Huynh, T.M., Armbruster, U., Kreyenschulte, C. R., Nguyen, L. H., Phan, B. M. Q., Nguyen, D. A. & Martin, A. (2016). Understanding the performance and stability of supported Ni-Co-based catalysts in phenol HDO. Catalysts, 6, 176-196.

Jiao, W.Q., Yue, M. B., Wang, Y. M. & He, M. Y. (2012). Synthesis of morphology-controlled mesoporous transition aluminas derived from the decomposition of alumina hydrates. Microporous and Mesoporous Materials, 147 (1), 167-177.

Karge, H. G., Dondur, V. & Weitkamp, J. (1991). Investigation of the distribution of acidity strength in zeolites by temperature-programmed desorption of probe molecules. 2. Dealuminated Y-type zeolites. The Journal of Physical Chemistry, 95 (1), 283-288.

Kishida, H, Fangming, J., Zhouyu, Z., Takehiko, M. & Heiji, E. (2005). Conversion of Glycerin into Lactic Acid by Alkaline Hydrothermal Reaction. Chemistry Letters, 34 (11),1560–1561.

Liu, X., Lang, W. Z., Long, L. & Hu, C.L. (2014). Improved catalytic performance in propane dehydrogenation of PtSn/γ-Al2O3 catalysts by doping indium. Chemical Engineering Journal, 247, 183–192.

Maki-Arvela, P., Simakova, I. L., Salmi, T. & Murzin, D. Y. (2014). Production of Lactic acid/Lactates from Biomass and their catalytic transformations to commodities. Chemical Reviews, 114 (3), 1909-1971.

Marconi, M. A., & Lakatos, E. M. (2017). Fundamentos de metodologia científica (8a ed.). São Paulo: Atlas.

Postaue, N., Trentini, C. P. & Silva, C. S. (2019). Produção de biodiesel com metilacetato pressurizado sem geração de glicerol. Revista UNINGÁ Review, 34 (3), 14-28.

Ramírez-López, C. A., Ochoa-Gómez, J. R., Fernández-Santos, M., Gómez-Jiménez-Aberasturi, O., Alonso-Vicario, A. & Torrecilla-Soria, J. (2010). Synthesis of lactic acid by alkaline hydrothermal conversion of glycerol at high glycerol concentration. Industrial and Engineering Chemistry Research, 49 (14), 6270–6278.

Roy, D., Subramaniam, B. & Chaudhari, R. V. (2011). Cu-based catalysts show low-temperature activity for glycerol conversion to lactic acid. ACS Catalysis, 1, 548-551.

Shahbaz, M., Raghutla, C., Chittedi, K. R., Jiao, Z. & Vo, X. V. (2020). The effect of renewable energy consumption on economic growth: evidence from the renewable energy country attractive index. Energy, 207, 1-14.

Sing, K. S. W. (1985). Reporting physisorption data for gas/solid systems with particular reference to determining surface área and porosity. Pure & Applied Chemistry, 57 (4), 603-619.

Tran, N. T.T., Uemura, Y., Chowdhury, S. & Ramli, A. (2016). Vapor-phase hydrodeoxygenation of guaiacol on Al-MCM-41 supported Ni and Co catalysts. Applied Catalysis A: General, 512, 93-100.

Wang, L., Gaudet, J. R., Li, W., Weng, D. (2013). Migration of Cu species in Cu/SAPO-34 during hydrothermal ageing. Journal of Catalysis, 306, 68–77.

Webb, P. A. & Orr, C. (1997). Analytical Methods in Fine Particle Technology. Micromeritics Instrument.

Yin, H., Zhang, C., Yin, H., Gao, D., Shen, L. & Wang, A. (2017). Hydrothermal conversion of glycerol to lactic acid catalyzed by Cu/hydroxyapatite, Cu/MgO, and Cu/ZrO2 and reaction kinetics. Chemical Engineering Journal, 288, 332-343.

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Publicado

24/01/2022

Como Citar

CRUZ, A. de F. A.; MUCHAVE, G. J.; ARANDA, D. A. G. Conversão de Glicerol a Ácido lático em meio alcalino utilizando catalisadores de cobre suportado em SiO2. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 2, p. e25011225652, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i2.25652. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/25652. Acesso em: 19 maio. 2024.

Edição

Seção

Engenharias