Synthesis and characterizations of chromium silicates and its application as catalysts in the conversion of glycerol into fine chemicals

Submitted by Roberto Antonio Luizon Filho null (robertoluizon@hotmail.com) on 2017-08-17T15:41:17Z No. of bitstreams: 1 TESE DOUTORADO 16_08_2017.pdf: 3433039 bytes, checksum: 7ed1f6a66db66df66b451498938f5a6d (MD5) Rejected by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-08-23T17:47:04Z (GMT) Submitted by Roberto Antonio Luizon Filho null (robertoluizon@hotmail.com) on 2017-08-24T13:00:06Z No. of bitstreams: 1 TESE DOUTORADO com ficha 16_08_2017.pdf: 3477915 bytes, checksum: 13eef87cda6a27f2f150565a7468ca62 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T20:30:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RESSALVA.pdf: 23347 bytes, checksum: 6266e32405546107990878b798b8db2f (MD5) Made available in DSpace on 2017-08-25T20:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RESSALVA.pdf: 23347 bytes, checksum: 6266e32405546107990878b798b8db2f (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A conversão de glicerol em produtos de maior valor econômico tornou-se atrativa devido à grande produção deste composto na indústria de biodiesel, onde ele é gerado como co-produto. As zeólitas (aluminosilicatos) e os materiais mistos (zeólitas contendo metais de transição) têm sido amplamente estudados como potenciais catalisadores para as reações de transformação do glicerol em outros produtos. No presente trabalho cromosilicatos cristalinos com estrutura MFI foram sintetizados, caracterizados e utilizados como catalisadores em reações de transformação do glicerol em acetaldeído e acroleína em uma única etapa. Os resultados experimentais mostraram que o catalisador possui espécies de cromo que atuam como sítios catalíticos ácidos e oxidantes. A conversão de glicerol foi de 97% e as reações envolvidas foram à desidratação, oxidação do glicerol e compostos intermediários, além do craqueamento, levando a formação dos principais produtos, o acetaldeído (30%) e a acroleína (10%). Foi proposto um caminho reacional para a formação dos intermediários observados e um mecanismo reacional envolvendo o ciclo catalítico dos sítios oxidantes do catalisador. O uso do cromosilicato apresentou vantagens em relação ao aluminosilicato, além de maior rendimento de acetaldeído, menor formação de coque foi também observada, destacando a importância da combinação de sítios ácidos e oxidantes no catalisador. Glycerol conversion into more valuable products became attractive due to large glycerol production from the biodiesel industry, where it is generated as a byproduct. Zeolites (aluminum silicates) and mixed materials (zeolites containing transition metals) have been widely studied as potential catalysts for reactions of glycerol transformation into other products. In this work, crystalline chromium silicates with MFI structure where synthesized, characterized and used as catalysts in the one step glycerol transformation into acetaldehyde and acrolein. Experimental results have shown that the catalyst possess chromium species that act as acid and oxidizing catalytic sites. Glycerol conversion was of 97% and the reactions involved were dehydration, oxidation of glycerol and intermediate compounds, and cracking, leading to the formation of the main products, acetaldehyde (30%) and acrolein (10%). A reaction pathway was proposed for the formation of observed intermediates and also a reaction mechanism involving the oxidative sites catalytic cycle. Chromium silicate use presented advantages when compared to aluminum silicate, besides the higher acetaldehyde yield, it was also observed lower coke formation, highlighting the importance of oxidation and acid sites combination in the catalyst.