Catalisadores zeolíticos de estrutura FAU com porosidades e composições químicas variadas para reações em sistemas imiscíveis líquido-líquido

Resumo

Neste projeto serão utilizados catalisadores ácidos baseados na estrutura FAU, que são zeólitas que apresentam micro-mesoporosidade ajustável e variação do balanço hidrofóbico-hidrofílico a depender da sua composição química. Em alguns sistemas reacionais bifásicos a questão da imiscibilidade de fases pode ser um problema para o desempenho global do processo, de modo que a escolha de catalisadores que favorecem o contato as fases é de grande importância. As zeólitas de estrutura FAU são fortes candidatas para reações em sistemas bifásicos imiscíveis, o que verificaremos neste estudo na reação de cetalização do glicerol com cetonas. A motivação está na produção do biodiesel, que é obtido a partir da reação de transesterificação (triacilglicerol + álcool ’ éster alquílico (biodiesel) + glicerol). Nesta reação é coproduzido cerca de 10 % em massa de glicerol. Uma estratégia para valorizar este processo é o uso do glicerol na produção de solketal ((2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il) metanol), a partir da reação catalítica de cetalização do glicerol com acetona, a qual, por sua vez, pode ser obtida a partir de produtos da hemicelulose. No entanto, a reação de cetalização se processa em um sistema bifásico líquido-líquido, e uma das formas de melhorar o desempenho global do processo é a utilização de solventes para aumentar a solubilidade/miscibilidade dos reagentes. Em concordância com a química verde, uma rota que não envolva solventes é melhor, uma vez que aumenta a complexidade do sistema reacional e requer etapas adicionais para recuperação e reciclagem. Para estes sistemas, as zeólitas são de especial interesse, pois podem apresentam superfícies hidrofóbicas-hidrofílicas, além de possuírem uma estrutura de poros que pode ser favorável para conduzir reações com moléculas volumosas.