Carbono sulfonado a partir do subproduto da extração de óleos essenciais: uma abordagem inovadora para catálise ácida sustentável

Descrição

A busca por processos químicos com menor impacto ambiental tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis. Nesse contexto, a biomassa tem ganhado destaque como uma alternativa promissora, devido à sua ampla disponibilidade e caráter renovável. Esse interesse crescente não apenas favorece a transição para fontes de energia mais limpas e seguras, como também estimula a valorização de resíduos agroindustriais, convertendo-os em produtos de maior valor agregado, como os catalisadores heterogêneos. Um exemplo relevante é a produção de óleos essenciais, que cresce anualmente e gera uma quantidade expressiva de resíduos vegetais, os quais podem ser aproveitados como matéria-prima em processos sustentáveis. Por isso, este projeto propõe a síntese de catalisadores heterogêneos à base de carbono sulfonado, utilizando resíduos de três plantas comumente empregadas na produção de óleos essenciais: cravo-da-Índia, canela e lavanda. Esses materiais lignocelulósicos serão transformados em catalisadores por meio de dois métodos distintos, hidrotermal e pirólise, seguidos de processos de carbonização e sulfonação com ácido sulfúrico. Os catalisadores sintetizados serão caracterizados por técnicas analíticas avançadas, incluindo difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (IV-TF), análise de propriedades texturais (BET) e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (MEV-EDS). A atividade catalítica será avaliada por meio da reação de alcoólise do álcool furfurílico com etanol e outros álcoois, como propano-2-ol, butan-1-ol, visando à produção de bio-ésteres com potencial para aplicação como biocombustíveis. As reações serão conduzidas em tubos selados, empregando os catalisadores sulfonados em concentrações variáveis (0,5% a 10% em massa), sob diferentes temperaturas (80 °C a 180 °C), com aquecimento controlado em banho termostatizado. Além do desempenho catalítico, serão investigadas a reciclabilidade, a estabilidade e o potencial de reutilização dos catalisadores ao longo de múltiplos ciclos reacionais. Espera-se obter catalisadores com alta acidez, área superficial adequada e estabilidade térmica, capazes de promover elevadas conversões de álcool furfurílico em bio-ésteres. A comparação entre os métodos de síntese permitirá identificar as rotas mais eficientes, enquanto a avaliação da reutilização contribuirá para a viabilidade econômica e sustentabilidade do processo, reforçando seu potencial como tecnologia competitiva no campo dos biocombustíveis.

Palavras-chave

• Carbono sulfonado
• catálise heterogênea
• biomassa
• biocombustíveis

Grupo de pesquisa

Laboratório de Análise e Síntese de Moléculas Bioativas - LAMOB

Financiamento

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