Glycerol is the main byproduct for obtaining biodiesel, therefore, the growth of its production
has caused an increase in the supply of glycerol, drastically reducing its market value. In order
to improve the economic efficiency and ecological standards of biodiesel production, attempts
have been made to catalytically convert glycerol into bioproducts with higher added value. In
this sense, this work aimed to synthesize and characterize the solid based on cobalt ferrite
supported on SBA-15 (CoFe2O4/SBA-15) to act as a catalyst in the reaction of conversion of
glycerol in the presence of ethanol. The support was synthesized via hydrothermal method
using P123 as organic director and TEOS as silica source. While the synthesis of the catalyst
occurred through the impregnation of precursors of Fe3+ and Co2+ (Fe(NO3)3 · 9H2O and
Co(NO3)2 · 6H2O) via Pechini's method. Characterizations via X-ray diffraction (DRX) and
FTIR spectroscopy confirmed the syntheses of SBA-15 and CoFe2O4/SBA-15. Raman
spectroscopy allowed the identification of ferrite with a degree of inversion (δ) of 0.4. The
redox property of the catalyst was evaluated via the reduction at temperature program (TPR H2) which showed reduction events above 400°C, referring to the reduction of Co2+ and Fe3+
.
The N2 physisorption analysis showed a surface area of 372 m2
/g and a total pore volume of
0.65 cm3
/g for the catalyst, indicating the presence of oxide on the surface and in the
mesochannels of the support. Through scanning electron microscopy (SEM) it was confirmed
that the support morphology was maintained after the impregnation process. Already from the
transmission electron microscopy (TEM) it was observed an average particle size of 6.19 nm
for the supported cobalt ferrite. The acid-base properties of the catalyst indicated the presence
of weak basic sites via CO2 desorption at programmed temperature (TPD-CO2) and the
presence of Lewis acid sites via NO and Pyridine adsorption followed by FTIR analysis. The
catalytic tests show a greater conversion efficiency of glycerol in the presence of ethanol as a
co-solvent, the reaction containing only glycerol showed a conversion of only 20%, while the
reactions carried out in 10% glycerol-10% ethanol and 10% of glycerol-20% ethanol had a
conversion greater than 80%. In general, acetaldehyde, propanoic acid, acetol and 1,2-
propanediol were obtained as reaction products, in increasing order of selectivity. The
reaction performed only with glycerol obtained ethanol as one of the products, while the
reaction performed only with ethanol formed exclusively acetaldehyde.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO glicerol é o principal subproduto para obtenção do biodiesel, portanto, o crescimento da sua
produção tem provocado um aumento na oferta de glicerol, diminuindo drasticamente seu
valor de mercado. Com a finalidade de melhorar a eficiência econômica e os padrões
ecológicos da produção do biodiesel, têm-se buscado converter cataliticamente o glicerol em
bioprodutos de maior valor agregado. Nesse sentido, esse trabalho se propôs a sintetizar e
caracterizar o sólido a base de ferrita de cobalto suportada em SBA-15 (CoFe2O4/SBA-15)
para atuar como catalisador na reação de conversão do glicerol na presença de etanol. O
suporte foi sintetizado via método hidrotérmico utilizando o P123 como direcionador
orgânico e o TEOS como fonte de sílica. Enquanto a síntese do catalisador se deu através da
impregnação dos precursores de Fe3+ e Co2+ (Fe(NO3)3 · 9H2O e Co(NO3)2 · 6H2O) via
método de Pechini. As caracterizações via difração de raios-X (DRX) e espectroscopia FTIR
confirmaram as sínteses da SBA-15 e do CoFe2O4/SBA-15. A espectroscopia Raman permitiu
identificar a ferrita com grau de inversão(δ) de 0,4. A propriedade redox do catalisador foi
avaliada via redução à temperatura programa (TPR-H2) que mostrou eventos de redução
acima de 400°C, referentes a redução do Co2+ e Fe3+
. A análise de fisissorção de N2 mostrou
uma área superficial de 372 m2
/g e um volume total de poros de 0,65 cm3
/g para o catalisador,
indicando a presença do óxido na superfície e nos mesocanais do suporte. Através da
microscopia eletrônicas de varredura (MEV) confirmou-se a manutenção da morfologia do
suporte após o processo de impregnação. Já a partir da microscopia eletrônica de transmissão
(TEM) observou-se um tamanho médio de partícula de 6,19 nm para a ferrita de cobalto
suportada. As propriedades ácido-base do catalisador indicaram a presença de sítios básicos
fracos, via dessorção de CO2 à temperatura programada (TPD-CO2) e a presença de sítios
ácidos de Lewis via adsorção de NO e Piridina seguida de análise de FTIR. Os testes
catalíticos mostram uma maior eficiência de conversão do glicerol na presença de etanol
como cossolvente, a reação contendo apenas o glicerol apresentou uma conversão de apenas
20%, enquanto as reações realizadas em 10% glicerol-10% de etanol e 10% de glicerol-20%
de etanol tiveram uma conversão superior aos 80%. Em geral, foram obtidos como produtos
de reação, em ordem crescente de seletividade, o acetaldeído, o ácido propanoico, o acetol e o
1,2 propanodiol. A reação ocorrida apenas com glicerol obteve o etanol como um dos
produtos, enquanto a reação realizada apenas com etanol formou exclusivamente acetaldeído
