Produção de cicloalcanos na faixa do querosene de aviação a partir da transformação catalítica do citronelal sobre catalisadores suportados em nióbia

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo investigar o desempenho de catalisadores heterogêneos utilizando paládio e rutênio suportados em nióbia e sílica nas reações de ciclização a isopulegol, hidrogenação a mentol e hidrodesoxigenação (HDO) ao pmentano. Neste contexto, o substrato terpeno citronelal é bastante promissor para a obtenção do p-mentano, com características físico-químicas ideais para ser utilizado como aditivo no querosene de aviação. Os suportes utilizados neste trabalho foram analisados quanto às propriedades texturais, estruturais e ácidas. Para isso, foram realizadas análises de fisissorção de N2, difração de raios X e dessorção à temperatura programada de amônia (TPD-NH3). Os resultados de acidez comprovaram que os suportes possuem acidez diferenciada: os dados de TPD-NH3 mostraram que a nióbia tem uma acidez total de 225 μmol g-1, enquanto a sílica tem apenas 59 μmol g-1. Com relação aos testes catalíticos, foi verificado que na etapa de formação de isopulegol a partir de citronelal os catalisadores suportados em Nb2O5 apresentaram mais de 90% de conversão e 100% de seletividade a isopulegol. Os sítios ácidos do suporte não foram afetados pela preparação do catalisador, não interferindo na sua atividade catalítica na primeira etapa de ciclização. Na etapa de formação de mentol a partir de isopulegol, os catalisadores metálicos (suportados em sílica) e os bifuncionais (ácidos e metálicos, suportados em nióbia) apresentaram desempenhos catalíticos similares: ativos na primeira hora de reação, alcançando 100% de conversão. Por fim, na etapa de formação de p-mentano a partir de mentol, os catalisadores suportados em nióbia alcançaram 100% de conversão e quase 90% de seletividade ao produto de interesse. Em contrapartida, ao usar a sílica como suporte, os catalisadores apresentaram valores de conversão abaixo de 30%, sugerindo que sítios ácidos e metálicos são necessários para esta etapa. Os resultados apresentados neste trabalho mostraram que catalisadores bifuncionais, contendo sítios ácidos e metálicos, são mais adequados para o processo catalítico estudado do que catalisadores contendo apenas sítios metálicos.