Aplicações de novos sistemas catalíticos para conversão de biomassa lignocelulósica em produtos químicos de interesse industrial

• Processo: 19/12884-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Eduardo Bellini Ferreira
• Beneficiário: Maria José Fonseca Costa
• Supervisor: Roberto Rinaldi Sobrinho
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Imperial College London, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 16/14165-0 - Cerâmicas meso/macroporosas para conversão catalítica de biomassa lignocelulósica em produtos químicos de interesse industrial, BP.PD
• Assunto(s): Catálise Catalisadores suportados Catálise heterogênea Biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa | catalisadores suportados | catálise heterogênea | óxidos de vanádio e nióbio | produtos químicos de interesse industrial | vidros porosos | Catálise

Resumo

A corrente pesquisa de pós-doutoramento propõe o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos suportados para promover a conversão de moléculas biogênicas (por exemplo, açúcares, frações de lignina e outros) em produtos químicos de interesse industrial. A ideia central é preparar vidros híbridos meso/macroporosos ativos que sejam suficientemente estáveis ao ambiente corrosivo do processo de conversão química da biomassa. O uso de vidros como suporte permite alcançar a resistência corrosiva desejada, enquanto que a presença dos mesoporos facilita a criação de superfícies ativas aos processos de conversão envolvidos na reação proposta. A presença dos macroporos, por sua vez, facilita a transferência de massa de moléculas volumosas, como por exemplo, a biomassa lignocelulósica. O desenvolvimento de tais materiais foi realizado com sucesso na Fase I do projeto principal. O presente projeto de pesquisa BEPE-PD, que compõem a Fase II, tem como objetivo avaliar o desempenho catalítico da série desenvolvida de novos vidros macro/mesoporosos contendo óxidos de nióbio e vanádio. Beneficiando o eficiente design de materiais catalíticos de alta performance e promovendo o desenvolvimento de catalisadores ativos e seletivos para a produção de produtos químicos de interesse industrial, uma correlação conceitual da estrutura local das espécies cataliticamente ativas e suas interações com a matéria-prima de biomassa é essencial. Propriedades estruturais e texturais dos catalisadores sintetizados foram estudadas na Fase I. Na Fase II, as propriedades catalíticas dos materiais criados serão exploradas na conversão de moléculas biogênicas derivadas de materiais lignocelulósicos, em colaboração com o Dr. Roberto Rinaldi e seu grupo de pesquisa no Departamento de Engenharia Química do Imperial College London. O laboratório do Prof. Rinaldi dispõem de uma série de técnicas analíticas para triagem de catalisadores de alto rendimento. É válido destacar que os resultados a serem obtidos na Fase II agregarão enorme valor aos resultados obtidos na Fase I. A viabilidade da proposta é assegurada pela complementaridade de competências e disponibilidade de infraestrutura do departamento e laboratórios envolvidos ("Tomorrow's Chemical Technologies Lab" e "Centre for Rapid Online Analysis of Reactions - ROAR"). Desse modo, laboratórios bem equipados e o excelente conhecimento em processamento de biomassa da equipe do Prof. Rinaldi garantirão a execução bem-sucedida deste projeto.

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)

COSTA, MARIA J. F.; GONCALVES, ALEXANDRE A. S.; RINALDI, ROBERTO; BRADTMUELLER, HENRIK; ECKERT, HELLMUT; FERREIRA, EDUARDO B.. Highly porous niobium-containing silica glasses applied to the microwave-assisted conversion of fructose into HMF. Catalysis Communications, v. 174, p. 10-pg., 2022-12-06. (16/14165-0, 19/26399-3, 13/07793-6, 19/12884-7)