ESTUDO DE CARVÕES MESOPOROSOS COMO CATALISADORES NA REAÇÃO DE DESIDRATAÇÃO DOS CARBOIDRATOS PARA PRODUÇÃO DE INSUMOS QUÍMICOS
Biomassa, Carvão mesoporoso, catálise, Soft-template, desidratação de carboidratos, 5-HMF
O 5-Hidroximetilfurfural (5-HMF) é um composto oriundo de fontes renováveis que pode ser utilizado para produção de combustíveis, polímeros e outros produtos químicos com grande potencial para substituição de produtos derivados do petróleo. O 5-HMF pode ser obtido através da desidratação de carboidratos com auxílio de catalisadores. Dessa forma o trabalho tem como propósito utilizar carvões mesoporosos funcionalizados como catalisadores para conversão de carboidratos em 5-HMF. Os carvões mesoporosos foram sintetizados através do método de soft-template utilizando a polimerização entre resorcinol e formaldeído como fonte de carbono e pluronic F-127 como direcionador da estrutura mesoporosa sob condições ácidas. A influência da temperatura de carbonização (400, 500 e 600 °C) foi avaliada nas propriedades texturais, térmicas e estruturais dos carvões mesoporosos. Posteriormente os carvões mesoporosos foram funcionalizados com o ácido 4-hidroxibenzeno sulfônico a 120 °C por 3 horas. Os resultados das isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio foram utilizados para caracterizar a estrutura mesoporosa dos materiais. As curvas TG e DTG, o rendimento mássico, a espectroscopia na região do infravermelho e a titulação de Boehm foram utilizados para indicar a presença dos grupos sulfônicos -SO3H na estrutura dos carvões mesoporosos. Para os testes catalíticos a reação de esterificação entre ácido oleico e metanol foi utilizada como reação modelo para a avaliação da atividade catalítica dos materiais. Os resultados indicaram que o carvão mesoporoso sulfonado que foi carbonizado em uma temperatura mais baixa (C.M.4-F) apresentou melhor desempenho catalítico alcançando 98% de conversão a 100°C por 1 hora. Já na reação de desidratação da frutose esse catalisador (C.M.4-F) apresentou uma excelente atividade catalítica alcançando uma conversão acima de 99% em apenas 15 min de reação a 120 °C utilizando o DMSO como solvente.