Aplicação de catalisadores heterogêneos ácidos para a conversão de glicose e celulose em hidroximetilfurfural

• Processo: 18/03714-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2018
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Livia Melo Carneiro
• Beneficiário: Jéssica Siqueira Mancilha Nogueira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Hidroximetilfurfural Catalisadores heterogêneos Biorrefinarias Materiais lignocelulósicos Conversão de biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorrefinarias | catalisadores heterogêneos | heteropoliácidos | hidroximetilfurfural | materiais lignocelulósicos | Conversão de Biomassa

Resumo

Um aspecto de grande importância para o estabelecimento de biorrefinarias consiste no desenvolvimento de processos de obtenção das chamadas moléculas plataforma (building blocks). Moléculas plataforma, tais como o hidroximetilfurfural (HMF) são o ponto de partida para a síntese de uma grande variedade de compostos de elevado valor agregado, como por exemplo o 2,5-ácido furanodicarboxílico, monômero precursor do bioplástico, que é capaz de substituir o polímero convencional polietileno tereftalato (PET). O HMF pode ser produzido pela reação de desidratação de glicose na presença de catalisadores ácidos. Uma das fontes mais promissoras de matéria-prima para a obtenção de açúcar em biorrefinarias são os materiais lignocelulósicos, devido à sua grande disponibilidade na forma de resíduos agrícolas e florestais. Um ponto importante na reação de conversão de açúcares em HMF é a escolha do catalisador. Dentre os possíveis catalisadores que podem ser empregados para este fim, os catalisadores heterogêneos se destacam como uma alternativa promissora por sua maior simplicidade na etapa de recuperação do produto de reação e pela possibilidade de reutilização do catalisador. Um grupo de catalisadores ainda pouco explorados para a produção de HMF são os catalisadores heteropoliácidos, os quais se destacam pela elevada acidez, comparável aos ácidos inorgânicos como o ácido sulfúrico. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de catalisadores heteropoliácidos destinados ao processo de produção de HMF a partir de glicose e celulose. Para isso, inicialmente serão realizados estudos das condições de preparo dos catalisadores. Em uma etapa seguinte serão realizados estudos de avaliação dos parâmetros reacionais capazes de influenciar o processo de obtenção de HMF a partir de glicose e celulose e, como etapa final do projeto, será realizado o estudo da estabilidade dos catalisadores de maior desempenho bem como a avaliação da cinética da reação em condições otimizadas. O presente projeto é bastante relevante do ponto de vista tecnológico e ambiental, uma vez que promove o desenvolvimento de processos voltados à utilização de biomassa lignocelulósica em larga escala para a obtenção de moléculas plataforma visando a produção de insumos químicos em substituição às fontes de origem fóssil. (AU)

Publicações científicas

(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)

MANCILHA NOGUEIRA, JESSICA SIQUEIRA; SANTANA, VINICIUS TOMAZ; HENRIQUE, PAULO VITOR; DE AGUIAR, LEANDRO GONCALVES; ALVES SILVA, JOAO PAULO; MUSSATTO, I, SOLANGE; CARNEIRO, LIVIA MELO. Production of 5-Hydroxymethylfurfural from Direct Conversion of Cellulose Using Heteropolyacid/Nb2O5 as Catalyst. CATALYSTS, v. 10, n. 12, DEC 2020. (18/03714-8, 17/24050-8)

MANCILHA NOGUEIRA, JESSICA SIQUEIRA; SILVA, JOAO PAULO ALVES; MUSSATTO, I, SOLANGE; CARNEIRO, LIVIA MELO. Synthesis and Application of Heterogeneous Catalysts Based on Heteropolyacids for 5-Hydroxymethylfurfural Production from Glucose. ENERGIES, v. 13, n. 3, FEB 2020. (18/03714-8, 17/24050-8)