Estudos sobre a utilização de pentóxido de nióbio nanoestruturado na produção de biodiesel

Abstract

In heterogeneous catalysis, numerous elements such as titanium and iron have been studied as nanoscale catalysts, but little is known about the use of niobium in nanocatalysis. The nanostructured particles have intrinsic and different physicochemical characteristics with great potential for use in industrial scale. Brazil having the largest known worldwide niobium reserve has the great challenge of creating pioneering technologies with the metal. Biodiesel is an alternative fuel and renewable substitute for regular diesel. Being biodegradable, non-toxic and have CO2 emissions lower than regular diesel, it contributes to the environment and to the independence from oil. The aim of this work was initially synthesize nanoscale particles of niobium pentoxide (Nanospheres, nanorods, nanofibers, nanocubes) from the sol-gel technique. The characterization of different nanoscale structures obtained was performed using different analytical techniques such as x-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The synthesized nanometer niobium oxide will be used as a heterogeneous catalyst in biodiesel synthesis from commercial soybean oil, checking in detail what the effect of morphology is presented (Nanospheres, nanorods, nanofibers, nanocubes) in the yield of biodiesel synthesis, comparing these results with those already described in literature for the amorphous niobium oxide and other oxide catalysts. The biodiesel obtained was characterized by gas chromatography system equipped with a FID detector

Na catálise heterogênea inúmeros elementos como o titânio e o ferro já foram estudados como catalisadores nanométricos, mas pouco se sabe sobre a utilização do nióbio nanométrico em catálise. As partículas nanoestruturadas têm características físico-químicas intrínsecas e distintas com grande potencial de utilização em escala industrial. O Brasil possuindo a maior reserva mundial conhecida de nióbio tem o grande desafio de criar tecnologias pioneiras com o metal. O biodiesel é um combustível alternativo e renovável substituto do diesel comum. Por ser biodegradável, não tóxico e ter emissões de CO2 inferiores ao diesel comum contribui com o meio ambiente e com a independência em relação ao petróleo. O objetivo desse trabalho foi inicialmente sintetizar partículas nanométricas de pentóxido de nióbio (Nanoesferas, nanobastões, nanofibras, nanocubos) a partir da técnica sol-gel. A caracterização das diferentes estruturas nanométricas obtidas foram realizadas utilizando diferentes técnicas analíticas como Difratometria de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O óxido de nióbio nanométrico sintetizado será empregado como catalisador heterogêneo na síntese de biodiesel a partir do óleo comercial de soja, verificando detalhadamente qual é o efeito da morfologia apresentada (Nanoesferas, nanobastões, nanofibras, nanocubos) no rendimento da síntese de biodiesel, comparando esses resultados com os já descritos na literatura para o óxido de nióbio amorfo e outros catalisadores óxidos. O biodiesel obtido foi caracterizado e quantificado por sistema de cromatografia gasosa equipado com detector FID