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Desidratação oxidativa do glicerol a ácido acrílico em uma única etapa empregando-se catalisadores bifuncionais

Processo: 13/10204-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
Pesquisador responsável:Leandro Martins
Beneficiário:Luiz Gustavo Possato
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:10/01449-3 - Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos porosos para a conversão de matérias-primas renováveis, AP.JP
Assunto(s):Zeolitas   Vanádio   Glicerol   Catálise heterogênea

Resumo

A força motriz do projeto envolve fortalecer o uso de matérias-primas renováveis com a intenção de reduzir a dependência da sociedade em relação às fontes petroquímicas. O tema principal da proposta é desenvolvimento de catalisadores bifuncionais com zeólitas comerciais MFI, BEA e MOR além das mesmas zeólitas dessilicadas impregnadas/incorporadas com sais de vanádio através de troca iônica, impregnação e deposição a vapor. O intuito para a obtenção desses catalisadores bifuncionais é aplicá-los na conversão catalítica em uma só etapa de glicerol a ácido acrílico. Estudos apresentam tal sistema em duas etapas, ou seja, primeiramente o glicerol é desidratado a acroleína por catalisadores heterogêneos ácidos e, posteriormente a oxidação da acroleína a ácido acrílico por catalisadores com características oxidantes, ou seja, em sistemas de dois reatores catalíticos. A metodologia de inserção das espécies de vanádio e as condições de reação como temperatura, concentração de O2 e concentração de H2O influenciam profundamente na composição/estado de oxidação do vanádio, cujo interesse na reação de desidratação oxidativa do glicerol é no estado de oxidação V4+. Com isso torna-se imprescindível a utilização de técnicas de caracterização espectroscópicas avançadas in situ ou in operando, no qual se podem obter informações sobre mudanças do estado de oxidação, a organização estrutural a curta, média e longa distância e sobre a formação de compostos intermediários metaestáveis em condições reacionais. Tais avaliações serão realizadas no Laboratório de Luz Sincrotron Soleil, na França, mediante a aprovação do projeto de doutorado. Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, ressonância magnética nuclear 51V serão técnicas adicionais para a investigação do ambiente químico ao redor dos átomos de vanádio. Do mais, avaliar-se-á a influência do sistema de poros quanto à conversão de glicerol e conversão a de acroleína através de sistemas hierárquicos de poros criados na zeólitas por tratamento alcalino (dessilicação) e também o estudo sistemático de desativação com a determinação e a quantificação de compostos de carbono (coque) através de metodologias presentes na literatura.

Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ABREU, THIAGO H.; MEYER, I, CAMILO; PADRO, CRISTINA; MARTINS, LEANDRO. Acidic V-MCM-41 catalysts for the liquid-phase ketalization of glycerol with acetone. Microporous and Mesoporous Materials, v. 273, p. 219-225, JAN 1 2019. Citações Web of Science: 8.
VIEIRA, LUIZ H.; POSSATO, LUIZ G.; CHAVES, THIAGO F.; PULCINELLI, SANDRA H.; SANTILLI, CELSO V.; MARTINS, LEANDRO. Studies on dispersion and reactivity of vanadium oxides deposited on lamellar ferrierite zeolites for condensation of glycerol into bulky products. MOLECULAR CATALYSIS, v. 458, n. B, SI, p. 161-170, OCT 2018. Citações Web of Science: 9.
RASTEIRO, LETICIA F.; VIEIRA, LUIZ H.; SANTILLI, CELSO V.; MARTINS, LEANDRO. Surfactant-assisted synthesis of Mo-V mixed oxide catalysts for upgraded one-step conversion of glycerol to acrylic acid. RSC ADVANCES, v. 8, n. 22, p. 11975-11982, 2018. Citações Web of Science: 0.
POSSATO, LUIZ G.; CHAVES, THIAGO F.; CASSINELLI, WELLINGTON H.; PULCINELLI, SANDRA H.; SANTILLI, CELSO V.; MARTINS, LEANDRO. The multiple benefits of glycerol conversion to acrolein and acrylic acid catalyzed by vanadium oxides supported on micro-mesoporous MFI zeolites. CATALYSIS TODAY, v. 289, p. 20-28, JUL 1 2017. Citações Web of Science: 13.
POSSATO, LUIZ G.; CASSINELLI, WELLINGTON H.; MEYER, CAMILO I.; GARETTO, TERESITA; PULCINELLI, SANDRA H.; SANTILLI, CELSO V.; MARTINS, LEANDRO. Thermal treatments of precursors of molybdenum and vanadium oxides and the formed MoxVyOz phases active in the oxydehydration of glycerol. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 532, p. 1-11, FEB 25 2017. Citações Web of Science: 7.
POSSATO, LUIZ G.; CASSINELLI, WELLINGTON H.; GARETTO, TERESITA; PULCINELLI, SANDRA H.; SANTILLI, CELSO V.; MARTINS, LEANDRO. One-step glycerol oxidehydration to acrylic acid on multifunctional zeolite catalysts. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 492, p. 243-251, FEB 25 2015. Citações Web of Science: 34.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
POSSATO, Luiz Gustavo. Desidratação oxidativa do glicerol a ácido acrílico em uma única etapa empregando-se catalisadores bifuncionais. 2016. 138 f. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Instituto de Química..

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