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Título: Estudo da preparação de biodiesel utilizando diferentes compostos de nióbio como catalisadores na transesterificação de óleos vegetais e álcoois de cadeia curta
Autor(es): Arpini, Bruno Henrique
Orientador: Lacerda Júnior, Valdemar
Data do documento: 30-Mar-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O presente estudo tem como objetivo obter novas metodologias de obtenção de biodiesel etílico e metílico a partir de três diferentes compostos de nióbio atuando como catalisadores em reações de transesterificação, são eles: pentóxido de nióbio, pentacloreto de nióbio e oxalato amoniacal de nióbio. Vários parâmetros como, temperatura, tempo de reação, proporção em massa dos catalisadores, sistema reacional (refluxo e banho de ultrassom) foram variados a fim de se obter as melhores condições para a obtenção de biodiesel. Sabe-se por vários estudos que os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis. O Nb2O5 é um sólido branco, e em sua forma hidratada também é conhecido como ácido nióbico, podendo atuar tanto como ácido de Bronsted quanto ácido de Lewis. O NbCl5 é um sólido amarelo, facilmente hidrolisável quando em contato com água e possui elevada acidez. O NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O é um sólido branco, muito solúvel em água e usado principalmente como precursor para óxidos de nióbio. O NbCl5 obteve rendimentos não satisfatórios devido a seu difícil manuseio e a presença de água como subproduto na reação paralela a de transesterificação, a esterificação de ácidos graxos livres. O NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O apresentou bons rendimentos principalmente em refluxo por 48 horas, em especial utilizando etanol e em proporção de 100% em massa para com os óleos. O Nb2O5 pode atuar tanto como ácido de Bronsted quanto ácido de Lewis, porém em temperatura de calcinação de 300 ºC ele leva a melhores rendimentos, fato relacionado ao aumento de sítios de Lewis e sua maior organização da sua estrutura cristalina. As reações utilizando banho de ultrassom ainda não demonstraram resultados satisfatórios em comparação às reações em refluxo, por conta do tempo de reação muito menor e consequentemente o menor acréscimo de energia ao sistema reacional.
This study aims to obtain new methods of obtaining ethyl and methyl biodiesel from three different compounds of niobium acting as catalysts in transesterification reactions, they are niobium pentoxide, pentachloride and niobium ammonium oxalate niobium. Various parameters such as temperature, reaction time, mass ratio of the catalyst, the reaction system (refluxing and ultrasound bath) were varied to obtain the best conditions for obtaining biodiesel. It is verified by various studies that niobium compounds exhibit Lewis acidity. Nb2O5 is a white solid, and its hydrate is also known as niobic acid may act as both Bronsted acid as Lewis acid. The NbCl5 is a yellow solid, easily hydrolysable upon contact with water and has high acidity. NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O is a white solid, very soluble in water and is mainly used as a precursor for niobium oxides. The NbCl5 did not obtain satisfactory yields due to its difficult handling and the presence of water as a byproduct in parallel reaction to transesterification, the esterification of free fatty acids. NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O showed good yields mainly at reflux for 48 hours, using ethanol and in particular in a proportion of 100% by weight towards oils. Nb2O5 may act as both Bronsted acid as Lewis acid, but in calcination temperature of 300 ° C it leads to higher yields, related to a rise of Lewis sites and a larger organization of their crystalline structure. The reactions using ultrasound bath has not shown satisfactory results compared to reflux reactions, due to the much lower reaction time and consequently lower energy addition to the reaction system.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4750
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