Hidrodesoxigenação catalítica de anisol utilizando óxidos Mistos obtidos de hidróxidos duplos lamelares NiAlCe

Abstract

A pirólise da biomassa lignocelulósica resulta em uma fração líquida conhecida como bio-óleo, que não é adequado para uso direto como biocombustível devido ao seu alto teor de compostos oxigenados. Como alternativa, o bio-óleo pode ser tratado por meio de processo de hidrodesoxigenação (HDO) via catálise heterogênea. Nesse sentido, foram sintetizados hidróxidos duplos lamelares (HDLs) com diferentes concentrações de Ce3+ e Ce4+ a fim de obter catalisadores de óxidos mistos contendo NiAlCe (NiO-NiAl2O4-CeO2) de baixo custo e alta conversão para a hidrodesoxigenação do anisol (metoxibenzeno) como um composto de modelo de bio-óleo. Os óxidos foram obtidos a partir da calcinação dos HDLs de fórmula geral [M2+1􀀀x M3+ x (OH)2]x+ Am􀀀 x/m·nH2O, empregando a razão molar Ni/Al = 1 que corresponde um valor de x = 0,5. A incorporação dos os íons Ce3+ e/ou Ce4+ considerou uma substituição parcial de 10% e 50% de Al(III). Análises de difração de raios-x (DRX) confirmaram a formação de HDLs para todos os materiais, exceto o que contém Ce3+ (50%), que não apresentou as reflexões características de HDLs, sugerindo uma dificuldade de incorporação do cério devido ao tamanho seu raio iônico (1,03Å) que excede a faixa de raios iônicos relatada para incorporação de cátions trivalentes. Análises de infravermelho (FTIR) confirmaram incorporação do tereftalato na região interlamelar dos HDLs por meio das absorções na região entre 1417– 1522cm􀀀1 inclusive para o material contendo Ce3+ (50%), devido a formação de fases segregadas de carbono e cério. Os óxidos derivados do Ce4+ apresentaram maior dispersão de NiO e maior estabilidade térmica, conforme avaliado por DRX e análise térmica, respectivamente. O aumento no incremento de cério nos óxidos mistos ocasionou diminuição da área superficial devido ao possível bloqueio de poro decorrente do CeO2 na superfície do catalisador. Os catalisadores contendo incrementos de 10% e 50% Ce4+ apresentaram maior conversão de anisol, quando comparados aos demais, 93,7% e 72,5%, respectivamente. A presença do íon Ce4+ na superfície do catalisador foi decisiva na conversão do anisol em ciclohexano, principal produto desoxigenado obtido pelo mecanismo de desoxigenação direta e hidrogenação.