64ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica

AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE CATALÍTICA DA GOETHITA MODIFICADA COM ZIRCÔNIO NA DEGRADAÇÃO HIDROLÍTICA DA CELULOSE.

Karen Emanuella Menezes Ramos 1 Alexandre dos Santos Anastácio 2 Rosenira Serpa da Cruz 3

1. Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Santa Cruz – UESC 2. Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES 3. Profa. Dra./Orientadora – Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas - UESC

INTRODUÇÃO:

A produção de bioálcool a partir de resíduos industriais de origem vegetal é fundamental para a consolidação do programa energético brasileiro. Para isso, são necessários novos materiais ácidos capazes de romper a estrutura da celulose, resultando em açúcares que serão posteriormente convertidos em álcool. Os óxidos de ferro são compostos que estão disponíveis na natureza, são facilmente sintetizados em laboratório e atualmente são empregados em vários processos industriais. Dentro desse contexto, esse trabalho teve como objetivo a síntese de goethita pura e modificada com diferentes quantidades de zircônio para ser utilizada na reação de hidrólise ácida da celulose. O zircônio foi escolhido como substituinte, pois vem se destacando como um excelente catalisador em reações que envolvem catálise ácida heterogênea.

METODOLOGIA:

Os catalisadores foram sintetizados pelo método da co-precipitação, adicionando lentamente KOH a uma solução de nitrato de ferro deixando em repouso a 60ºC por 72h. Para as goethitas substituídas a metodologia utilizada foi idêntica, porém foi adicionado ZrOCl2.8H2O ao nitrato de ferro durante o processo de hidrólise, nas proporções de 1%, 2,5% e 5% em massa com relação à quantidade de ferro empregado. A caracterização dos catalisadores realizada por espectroscopia na região do infravermelho confirmou a formação da estrutura desejada. A degradação hidrolítica foi conduzida em um termoreator à 100ºC por 3h, utilizando a celulose deslignizada e a água na presença do catalisador. A conversão da sacarificação foi calculada a partir da determinação da concentração de glicose, realizada com o Kit Glucox 500.

RESULTADOS:

Para a goethita não modificada, a conversão foi de 25%, para as goethitas ocluídas com zircônio nas proporções de 1%, 2,5% e 5%, os rendimentos foram respectivamente, 28%, 38% e 45%, como o estudo e avaliação dessa reação ainda está em fase inicial de teste, o resultado obtido se apresenta satisfatório em relação aos demais catalisadores sólidos ácidos citados na literatura, a análise dos resultados também caracteriza o efeito promotor do zircônio nos catalisadores para esta reação.

CONCLUSÃO:

Com base nos resultados de outros catalisadores sólidos ácidos avaliados para essa reação, pode-se considerar que o catalisador sintetizado obteve resultados satisfatórios na reação de degradação hidrolítica da celulose, essa reação de sacarificação consiste na quebra da ligação glicosídica da celulose, a fim de monomerizar o material, estas ligações são difíceis de quebrar devido ao impedimento estérico da molécula. Os maiores valores de conversão se deram de forma proporcional ao aumento do teor de zircônio, em forma de óxido de zircônio, no catalisador. A presença do zircônio potencializa a ação do catalisador na reação, ele é extremamente seletivo e em sua forma como óxido de zircônio, ou zircônia, apresenta propriedades ácidas fracas, principalmente acidez de Lewis e, parcialmente, acidez de Bronsted.

Palavras-chave: Catálise heterogênea, Degradação Hidrolítica, Bioálcool.