Influência da proporção de Ni e W em catalisadores óxidos mistos obtidos de hidróxidos duplos lamelares para a pirólise de resíduos de biomassa lignocelulósica

Abstract

Com a crescente demanda global de energia associada ao alto consumo de combustíveis fósseis que podem causar problemas ambientais como aquecimento global e eventos climáticos extremos, a busca por fontes energéticas renováveis se torna cada vez mais urgente. Neste cenário, a utilização de biomassa para geração de bio-óleo é bastante estudada. Uma das formas de se obter bio-óleo a partir de biomassa é através da pirólise, que consiste na decomposição de biomassa pela ação do calor na ausência de oxigênio. A pirólise catalítica é utilizada com o intuito de melhorar a qualidade do bio-óleo produzido na pirólise, facilitando os processos posteriores de upgrading que viabilizam a sua utilização como biocombustíveis. Neste trabalho, foi utilizada resíduo de fibra de coco como biomassa, por ser de interesse regional e não competir sua demanda com outros setores da indústria. O objetivo principal deste trabalho é analisar a influência da proporção de Ni e W em catalisadores óxidos mistos de NiWAl obtidos a partir de hidróxidos duplos lamelares (HDL’s) no processo de pirólise catalítica rápida e compará-los com os catalisadores convencionais de NiW suportados em alumina. Foram obtidos um precursor HDL com a fração molar (x) do cátion trivalente correspondendo a 0,8, bem como um óxido misto (OM) obtido a partir do precursor HDL, que serviu como suporte para impregnação de W nas concentrações de 0, 5 e 15% em massa. Também foram obtidos três catalisadores de metais impregnados em Al2O3, com os mesmos teores de metais que os anteriores. A incorporação dos metais foi evidenciada qualitativamente pelas análises de EDX. As caracterizações revelaram a formação do HDL, com o tereftalato em sua estrutura, que foi precursor de um OM mesoporoso de NiAl2O4 e NiO. As impregnações em alumina indicaram a presença das fases de Al2O3 e NiO. A fibra de coco foi caracterizada através das análises de composição bioquímica, análise imediata, FTIR e CHONS, obtendo resultados de acordo com a literatura. Os experimentos de pirólise rápida foram realizados em um μ Frontier Tandem Rx-3050TR acoplado a GCMS à 650°C durante 18 s sob fluxo de 1,0 mL.min-1 de He. Todos os catalisadores estudados levaram à desoxigenação dos produtos da pirólise, melhorando assim suas características iniciais. O catalisador que apresentou os melhores resultados foi o W0,05/Ni0,2Al0,8O, apresentando maior teor de hidrocarbonetos (68%), e maior razão entre hidrocarbonetos e compostos oxigenados (2,35:1), constatando que a adição não demasiada de W no OM é beneficial para a pirólise da fibra de coco.