Título: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES HETEROGÊNEOS FUNCIONALIZADOS COM ÓXIDO DE NIÓBIO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Título alternativo: SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HETEROGENEOUS CATALYSTS FUNCTIONALIZED WITH NIOBIUM OXIDE FOR BIODIESEL PRODUCTION
Autoria de: Karolayne Rios Pereira
Orientação de: Jessica de Oliveira Notorio Ribeiro
Presidente da banca: Jessica de Oliveira Notório Ribeiro
Primeiro membro da banca: Cristiane Alves Pereira
Segundo membro da banca: Carlos Eduardo Castilla Alvarez
Palavras-chaves: biodiesel, nióbio, catalisador, funcionalização, SBA-15
Data da defesa: 27/06/2025
Semestre letivo da defesa: 2025-1
Data da versão final: 14/07/2025
Data da publicação: 14/07/2025
Referência: Pereira, K. R. SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES HETEROGÊNEOS FUNCIONALIZADOS COM ÓXIDO DE NIÓBIO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL. 2025. 53 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: A crescente demanda por fontes de energia sustentáveis impulsiona o estudo e desenvolvimento de biocombustíveis, como o biodiesel, produzido a partir de recursos renováveis e com menor impacto ambiental possível. Nesse contexto, a catálise heterogênea destaca-se por oferecer vantagens significativas em relação à catálise homogênea, como a possibilidade de recuperação e reutilização do catalisador, menor geração de resíduos e simplificação nas etapas de separação. Essas características tornam o processo mais eficiente, econômico e ambientalmente sustentável. Dessa forma,este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de sílicas mesoporosas SBA-15 funcionalizadas com óxido de nióbio, visando sua aplicação como catalisadores heterogêneos na reação de transesterificação do óleo de soja. Foram preparadas cinco amostras SBA-15 pura (SN01), sílica funcionalizada pelo método grafting (SN04), sílicas funcionalizadas pelo método co-condensação com 3 (SN05) e 10 (SN06) de nióbio, e óxido de nióbio puro (SN07), obtido por precipitação. Além disso, a análise de FTIR revelou que as amostras SN04, SN05 e SN06 preservam a estrutura característica da sílica mesoporosa SBA-15, apresentando bandas intensa na faixa de 1070 - 1110 cm??¹, atribuídas às vibrações de alongamento Si??O??Si, indicando a manutenção da estrutura da sílica e a presença de grupos funcionais típicos do método sol-gel. Os resultados de MEV evidenciaram uma boa dispersão das partículas e uma morfologia homogênea, com superfícies bem definidas, confirmando a estabilidade estrutural dos catalisadores funcionalizados. Nesse contexto, os catalisadores apresentaram boa estabilidade morfológica, bem como desempenho catalítico satisfatório. Especificamente, a amostra SN04, funcionalizada pelo método grafting, apresentou bom rendimento na produção de biodiesel (72,65) e um produto com melhor aspecto visual. Por outro lado, o catalisador SN07 gerou um biodiesel visualmente mais turvo e viscoso, demonstrando limitações na sua eficiência catalítica. Dessa forma, os resultados reforçam o potencial das sílicas mesoporosas funcionalizadas com nióbio como catalisadores potencialmente vantajosos, além de revelarem a viabilidade da substituição do metanol por etanol como estratégia mais econômica e sustentável para a produção de biodiesel.
Abstract: The growing demand for sustainable energy sources drives the research and development of biofuels, such as biodiesel, which are produced from renewable resources with minimal environmental impact. In this context, heterogeneous catalysis stands out for offering significant advantages over homogeneous catalysis, such as the possibility of catalyst recovery and reuse, reduced waste generation, and simplified separation steps. These characteristics make the process more efficient, cost-effective, and environmentally sustainable. Thus, this study focused on the synthesis and characterization of niobium oxide-functionalized mesoporous SBA-15 silicas, aiming at their application as heterogeneous catalysts in the transesterification reaction of soybean oil. Five samples were prepared pure SBA-15 (SN01), silica functionalized by the grafting method (SN04), silica functionalized by the co-condensation method with 3 (SN05) and 10 (SN06) niobium, and pure niobium oxide (SN07), obtained by precipitation. Furthermore, FTIR analysis revealed that samples SN04, SN05, and SN06 preserved the characteristic structure of mesoporous SBA-15 silica, exhibiting intense bands in the range of 1070??1110 cm??¹, attributed to Si??O??Si stretching vibrations. These results indicate the structural integrity of the silica and the presence of functional groups typical of the sol-gel method. The MEV results evidenced good particle dispersion and a homogeneous morphology, with well-defined surfaces, confirming the structural stability of the functionalized catalysts. In this context, the catalysts demonstrated good morphological stability as well as satisfactory catalytic performance. Specifically, sample SN04, functionalized by the grafting method, achieved a good biodiesel yield (72.65) and a product with better visual quality. In contrast, catalyst SN07 produced a biodiesel that was visually more turbid and viscous, indicating limitations in its catalytic efficiency. Thus, the results reinforce the potential of niobium-functionalized mesoporous silica as promising catalysts, in addition to revealing the feasibility of replacing methanol with ethanol as a more economical and sustainable strategy for biodiesel production.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Karolayne Rios Pereira e Universidade Federal de Lavras
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