Oleic Acid Esterification Catalyzed By Zeolite Y-Model of the Biomass Conversion

Residual oils and fats are promising renewable sources for the production of liquid fuels and the synthesis of various chemicals with significant life cycle and large-scale economic advantages over other biomass sources. Thus, oleic acid esterification was investigated on zeolites type FAU and sulfuric acid by kinetic, spectroscopic assessments and theoretical calculations using a hybrid ONIOM scheme. In the catalytic tests, the solid catalyst with the highest Si/Al (H-Y-80) ratio showed the highest catalytic activity for esterification (92% conversion) as compared to H-Y-5.2 (66% conversion), Na-Y (15% conversion) and homogeneous acid catalysis (89% conversion). The catalytic activity between different acid catalysts is discussed. It was observed that the acidity of the active sites and the hydrophobicity resulting from the Si/Al molar ratio influence the esterification conversion. Theoretical calcultations predicts that the voluminous confined space of the FAU zeolite perfectly accommodates the oleic acid molecule in the adsorption step (Eads= -25.5 kJ mol-1) and the van der Waals interactions of the zeolite walls with the aliphatic chain help to accommodate the bulky molecule between the supercages. Experimental and theoretical results confirm that H-Y-80 zeolite applied in the esterification reaction can be an efficient catalyst in processes involving conversion of unsaturated fatty acids.Fil: Gomes, Glaucio José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Dal Pozzo, Daniel M.. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Budke Costa, Michelle. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá; BrasilFil: Bittencourt, Paulo R. S.. Universidade Federal do Paraná; Brasi

ESTUDO DA IMAGEM SÓCIO-AMBIENTAL URBANA DE FOZ DO IGUAÇU-PR

http://dx.doi.org/10.5902/22361308 14962http://dx.doi.org/10.5902/2236130814962Foz do Iguaçu, município de grande porte localizado no oeste do Estado do Paraná, conta com uma das sete maravilhas da natureza e está entre as cidades turísticas brasileiras mais visitadas. O objetivo deste trabalho foi o estudo da imagem sócio-ambiental do município através da percepção ambiental dos habitantes do município. A coleta dos dados ocorreu no ano de 2012 por meio de questionário e entrevista sendo aplicados 162 questionários a moradores de diversos bairros localizados na zona urbana do município de Foz do Iguaçu. Os resultados obtidos propiciaram o estudo da imagem sócio-ambiental, estabelecendo as paisagens agradáveis e desagradáveis, objetos e singularidades que estes percebem na cidade e nos bairros onde residem. Os entrevistados acreditam na importância da preservação do meio ambiente, onde a maioria concebe o meio ambiente como áreas verdes e florestas e consideram a preservação, as paisagens, praças e qualidade ambiental da cidade como deficientes

Esterificação dos ácidos graxos livres em matérias-primas com elevada acidez utilizando sólido catalítico ácido visando a produção de biodiesel

O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade catalítica da zeólita Beta protonada como catalisador heterogêneo para o pré-tratamento de esterificação dos ácidos graxos livres no óleo de soja, visando avaliar a aplicação desta zeólita em um pré-tratamento de        matérias-primas com elevado teor de ácidos graxos livres, de modo que a obtenção do biodiesel possa ocorrer via etapa posterior de transesterificação alcalina. A ativação da zeólita foi avaliada por termogravimetria e espectrofotometria no infravermelho. Como reação modelo para avaliar a atividade catalítica da zeólita Beta foi realizada a esterificação de uma mistura de ácido oleico e óleo de soja com metanol. Foram realizadas reações para diferentes temperaturas, quantidades de catalisador e excesso de álcool, visando otimizar a conversão dos ácidos graxos livres. Foi observada a seletividade de reagente na zeólita. A zeólita Beta foi ativa na esterificação dos ácidos graxos livres. Conversões para ésteres metílicos acima de 80% foram obtidas. O tamanho de poros da zeólita beta foi determinante para a extensão das reações efetuadas, possibilitando apenas a esterificação do ácido oleico. Dessa forma, a partir dos ensaios executados, é possível observar que a zeólita Beta pode ser utilizada no pré-tratamento de matérias primas com elevado teor de ácidos graxos livres. Tal fato, juntamente com a fácil separação e recuperação desta zeólita, fazem com que seja interessante o uso deste material na produção de biodiesel.

Desempenho catalítico de zeólita ácida aplicada como catalisador na síntese de ésteres alquílicos

Estudos relacionados a síntese de biodiesel via catálise heterogênea tem recebido atenção devido a fácil separação dos catalisadores após a reação e possibilidade de reutilização destes em novos ciclos reacionais. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade catalítica da zeólita ZSM5, em sua forma protonada, para a síntese de ésteres metílicos via esterificação. Para fins de avaliação de atividade catalítica foram conduzidas como reações modelo a esterificação do ácido oleico com metanol e esterificação do ácido octanóico com metanol. O catalisador heterogêneo utilizado (zeólita ZSM5) foi ativado para sua forma protonada e caracterizado por termogravimetria (TGA), espectrofotometria no infravermelho (FTIR), bem como avaliação da cristalinidade da estrutura por DRX. A seletividade do material utilizado foi observada e a forma protonada da zeólita foi obtida. Como resultado, foi obteve-se conversões do ácido octanóico acima de 80%. Desta forma, os experimentos realizados permitem observar que a zeólita ZSM5 utilizada tem atividade catalítica para a reação de esterificação e dentro deste contexto, a busca por zeólitas com atividade catalítica para a síntese de biodiesel é uma alternativa interessante por conta da fácil recuperação do catalisador ao final do ciclo reacional

Catalytic improvement of biomass conversion: Effect of adding mesoporosity on MOR zeolite for esterification with oleic acid

Catalytic processes play an important role in the valorization of biomass for the production of biofuels. In this context, the effect of desilication of MOR zeolite (H-MOR-D) on the esterification of oleic acid as a model reaction for biomass conversion was investigated. Zeolite catalysts were characterized by BET, TG, NH3-TPD, XRD, XRF, FTIR and 27Al MAS NMR analysis and the results showed that the alkaline treatment caused a decrease in crystallinity and removal of sites with greater acid strength of the zeolite precursor. The conversion of oleic acid into methyl oleate catalyzed by H-MOR was less (44%) than that obtained by the treated zeolite H-MOR-D (70%), suggesting that the catalytic activity in the MOR structure does not depend only on the high density of strong acid sites. DFT calculations showed that, bulky molecules suffer molecular distortions within the confined voids, consequently the adsorption enthalpy is highly unstable limiting the formation of intermediates and thus contributing to the lower reaction rate observed experimentally in H-MOR zeolite. Desilication should be considered in projects for the synthesis of new catalysts type zeolite for the conversion of biomass crude or pre-treated, in which bulky molecules prevail.Fil: Gomes, Glaucio José. Universidad Nacional del Nordeste; Argentina. Universidade Tecnologia Federal do Parana; Brasil. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ (UEM);Fil: Costa, Michelle Budke. Universidade Tecnologia Federal do Parana; BrasilFil: Bittencourt, Paulo R.S.. Universidade Tecnologia Federal do Parana; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

Lazos de cooperación científica y académica en química y disciplinas relacionadas: Valor agregado a través de la cooperación internacional

En este trabajo se describen los principales logros y aprendizajes en relación al proyecto Misión a Brasil para establecer y fortalecer lazos de cooperación científica y académica en química y disciplinas relacionadas del programa de Misiones Universitarias al Extranjero VII. En la misión financiada por la Secretaria de Políticas Universitarias de Argentina participaron el Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) de Argentina, y tres universidades de Brasil, la Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), la Universidade Federal do Paraná (UFPR) y la Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). El objetivo del proyecto se centró en fortalecer las relaciones interinstitucionales existentes, así como tomar contacto con potenciales socios para futuras acciones conjuntas en el campo científico y académico. A través del desarrollo del proyecto y la movilidad de investigadores se ha identificado la complementariedad de las capacidades científico-académicas, así como oportunidades de cooperación en diferentes temáticas de los grupos intervinientes en el mismo, estableciendo objetivos concretos y se han generado relaciones y flujos de colaboración científica formales que se han mantenido en el tiempo.Fil: Zalazar, Maria Fernanda. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Gomes, Glaucio José. Universidade Estadual Do Oeste Do Pará; BrasilFil: Lindino, Cleber Antonio. Universidade Estadual Do Oeste Do Pará; BrasilFil: Alves, Helton José. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Budke Costa, Michelle. Universidade Tecnologia Federal Do Parana.; Brasi

Lazos de cooperación científica y académica en química y disciplinas relacionadas. Valor agregado a través de la cooperación internacional

En este trabajo se describen los principales logros y aprendizajes en relación al proyecto “Misión a Brasil para establecer y fortalecer lazos de cooperación científica y académica en química y disciplinas relacionadas” del programa de Misiones Universitarias al Extranjero VII. En la misión financiada por la Secretaria de Políticas Universitarias de Argentina participaron el Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) de Argentina, y tres universidades de Brasil, la Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), la Universidade Federal do Paraná (UFPR) y la Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). El objetivo del proyecto se centró en fortalecer las relaciones interinstitucionales existentes, así como tomar contacto con potenciales socios para futuras acciones conjuntas en el campo científico y académico. A través del desarrollo del proyecto y la movilidad de investigadores se ha identificado la complementariedad de las capacidades científico-académicas, así como oportunidades de cooperación en diferentes temáticas de los grupos intervinientes en el mismo, estableciendo objetivos concretos y se han generado relaciones y flujos de colaboración científica formales que se han mantenido en el tiempo

Melhoria catalítica da conversão de biomassa: Efeito da adição de mesoporosidade em zeólita tipo MOR para esterificação com ácido oleico

Os processos catalíticos desempenham um papel importante na valorização da biomassa para a produção de biocombustíveis. Nesse contexto, o efeito da dessilicalização da zeólita MOR (H-MOR-D) na esterificação de ácido oleico como molécula modelo de reação para conversão de biomassa foi pesquisado. As zeólita estudadas foram caracterizadas por análises de fisiossorção de N2, TG, TPD-NH3, DRX, FRX, FTIR e RMN-MAS de 27Al. Os resultados mostraram que o tratamento alcalino resulta na diminuição da cristalinidade e remoção de sítios com maior força ácida quando comparado com a zeólita precursora. A conversão de ácido oleico em oleato de metila catalisada por H-MOR foi menor (44%) do que a obtida pela zeólita tratada H-MOR-D (70%), sugerindo que a atividade catalítica na estrutura MOR não depende apenas da alta densidade de sítios com forte acidez. Cálculos de DFT mostraram que, moléculas volumosas sofrem distorções moleculares dentro dos espações vazios confinados, consequentemente, a entalpia de adsorção é altamente instável limitando a formação de intermediários e contribuindo assim para a menor taxa de reação observada experimentalmente na zeólita H-MOR. Dessa forma, a dessilicalização deve ser considerada em projetos de síntese de novos catalisadores zeolíticos para conversão de biomassa bruta ou pré-tratada, em que predominam moléculas volumosas.Fil: Gomes, Glaucio José. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Budke Costa, Michelle. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Stival Bittencourt, Paulo Rodrigo. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Engenharia Química.; Brasil21º Congresso Brasileiro de CatáliseRio de JaneiroBrasilSociedade Brasileira de Catálisi

Unveiling the mechanisms of carboxylic acid esterification on acid zeolites for biomass-to-energy: A review of the catalytic process through experimental and computational studies

In recent years, there has been significant interest from industrial and academic areas in the esterification of carboxylic acids catalyzed by acidic zeolites, as it represents a sustainable and economically viable approach to producing a wide range of high-value-added products. However, there is a lack of comprehensive reviews that address the intricate reaction mechanisms occurring at the catalyst interface at both the experimental and atomistic levels. Therefore, in this review, we provide an overview of the esterification reaction on acidic zeolites based on experimental and theoretical studies. The combination of infrared spectroscopy with atomistic calculations and experimental strategies using modulation excitation spectroscopy techniques combined with phase-sensitive detection is presented as an approach to detecting short-lived intermediates at the interface of zeolitic frameworks under realistic reaction conditions. To achieve this goal, this review has been divided into four sections: The first is a brief introduction highlighting the distinctive features of this review. The second addresses questions about the topology and activity of different zeolitic systems, since these properties are closely correlated in the esterification process. The third section deals with the mechanisms proposed in the literature. The fourth section presents advances in IR techniques and theoretical calculations that can be applied to gain new insights into reaction mechanisms. Finally, this review concludes with a subtle approach, highlighting the main aspects and perspectives of combining experimental and theoretical techniques to elucidate different reaction mechanisms in zeolitic systems.Fil: Gomes, Glaucio José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidade Estadual de Maringá; . Universidade Federal Da Integração Latino-Americana; BrasilFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Carvalho Padilha, Janine. Universidade Federal Da Integração Latino-Americana; BrasilFil: Budke Costa, Michelle. Universidade Tecnologia Federal do Parana; BrasilFil: Bazzi, Claudio Leones. Universidade Tecnologia Federal do Parana; BrasilFil: Arroyo, Pedro Augusto. Universidade Estadual de Maringá