Catalisadores heterogêneos para reciclagem química de resíduos plásticos de áreas costeiras e do oceano no estado de Pernambuco

Abstract

O acúmulo de resíduos plásticos no ambiente, especialmente em áreas costeiras, representa crescente preocupação ambiental, afetando ecossistemas e saúde humana. A pirólise é tecnologia promissora para valorização desses resíduos, promovendo sua degradação térmica em atmosfera inerte. O uso de catalisadores pode aprimorar essa técnica, direcionando a conversão para produtos de maior interesse comercial. Este estudo teve como objetivo sintetizar zeólitas ferrierita modificadas e avaliar sua aplicação na pirólise de resíduos de filmes de polipropileno (PP) coletados na praia do Pina, em Recife–PE. A ferrierita, obtida por método hidrotérmico convencional, foi submetida à dessilicação, processo que gera mesoporos, favorecendo a entrada das moléculas do polímero nos poros da zeólita e o contato com sítios ativos, intensificando o craqueamento. Em seguida, os materiais foram impregnados com níquel (5, 10 e 20% em massa), o que permitiu ajustar a acidez e promover reações que favorecem a quebra das cadeias poliméricas e menor formação de coque. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X, adsorção-dessorção de nitrogênio, espectroscopia de raios X por energia dispersiva, dessorção de amônia e redução a temperatura programada, confirmando a

cristalização da ferrierita com alta pureza, formação de materiais hierárquicos (micro- mesoporosos) e inclusão de níquel nos catalisadores. A pirólise foi realizada em

microrreator conectado a cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas, permitindo investigar a interação entre catalisadores e o polímero, bem como a conversão em produtos de interesse para a indústria química. A energia de ativação (Ea) da pirólise de PP foi estimada via cinética isoconversional de Flynn-Wall-Ozawa e Kissinger-Akahira-Sunose. A pirólise não catalítica gerou majoritariamente hidrocarbonetos (91%) entre C3–C40, com alta ramificação e insaturação. A ferrierita microporosa favoreceu formação de alcanos em detrimento de dienos e restringiu a faixa de hidrocarbonetos a C3–C33, enquanto os catalisadores hierárquicos restringiram ainda mais a faixa (C3–C17), com maior seletividade. A Ea foi reduzida de ~250 kJ·mol−1 (sem catalisador) para ~140 kJ·mol−1 com FER/deSi e ~135 kJ·mol−1

com 10Ni/FER/deSi. Os resultados indicam que a pirólise com ferrieritas micro- mesoporosas é efetiva para a reciclagem química de filmes de PP, visando à produção

de hidrocarbonetos com diferentes aplicações industriais.