Aplicação de heteropoliácidos suportados como catalisadores para obtenção de biolubrificantes a partir da esterificação do ácido ricinoleico

Abstract

No presente trabalho, investigou-se o uso de heteropoliácidos suportados como substitutos dos ácidos minerais comumente utilizados nas reações de esterificação dos ácidos graxos provenientes do óleo de mamona. A esterificação foi realizada utilizando álcoois de cadeia longa (álcoois n-propílico e n-octílico), na razão molar ácido graxo/álcool 1:8 e 10% m/m do catalisador em relação ao ácido graxo. A temperatura reacional foi mantida a 110°C por seis horas. Como suportes sólidos, foram utilizados a sílica-gel, pentóxido de nióbio e SBA-15. De modo geral, os catalisadores preparados apresentaram a mesma eficiência catalítica empregando tanto o álcool n-propílico quanto o álcool n-octílico nas reações de esterificação do ácido ricinoleico. Dentre os catalisadores estudados, destaca-se o ácido fosfotúngstico suportado tanto em sílica-gel (PTA/SiO2) quanto em pentóxido de nióbio (PTA/Nb2O5) e ácido silicotúngstico suportado em sílica-gel (STA/SiO2) com taxa de conversão superior a 98%. No estudo de recuperação e reutilização, os catalisadores PTA/SiO2 e STA/SiO2 mostraram que a reatividade foi mantida por dois ciclos reacionais

The purpose of this study was investigated the use of heteropolyacids as catalysts on the esterification reactions of the fatty acids obtained from the hydrolysis of castor oil. For it is well- known that the esters generated from those reactions are valuable source to synthesize promising candidates to be excellent biolubricants. The esterification reactions were carried out using long-chain alcohols, the alcohol n-propyl and n-octyl, the molar ratio of fatty acid/alcohol used was 1:8 and 10 wt% catalyst was added relative to the fatty acid. The reaction temperature was kept at 110 ºC while the mixture was stirred for 6h. Silica-gel, niobium oxide and SBA-15 were employed as supports. In general, it was observed that the catalysts prepared had the same catalytic efficiency independent of the alcohol used, the n-propylic alcohol or n-octylic alcohol in the ricinoleic acid esterification reactions. When employed phosphotungstic acid supported on silica gel (PTA/SiO2) and niobium pentoxide (PTA/Nb2O5) and silicotungstic supported on silica gel (STA/SiO2) both alcohol showed conversions above 98%. In the study of recovering and reusing, the catalysts PTA/SiO2 and STA/SiO2 were observed to keep their activities over two reaction cycles