Síntese, caracterização e performance catalítica de nanoferritas mistas submetidas a reação de transesterificação e esterificação via rota metílica e etílica para biodiesel

Abstract

As nanoferritas mistas de Ni_0,5Zn_0,5Fe₂O₄ e Ni_0,2Cu_0,3Zn_0,5Fe₂O₄ foram sintetizadas por reação de combustão usando ureia como combustível e um reator cônico como fonte de aquecimento para produção em bateladas de 10 g, e então, testadas como nanocatalisadores heterogêneos nas reações de transesterificação e esterificação metílica e etílica do óleo de soja para produção de biodiesel. Durante as sínteses foram registrados o tempo e a temperatura das reações, bem como observadas a liberação de gases e a cor das chamas emitidas. As amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, FTIR, MEV/EDS, BET e cromatografia gasosa. Os testes reacionais foram executados para 10 g do óleo em duração de 1 h, razão molar 1:12 óleo:álcool, 2 % (m/m) de catalisador e conduzidas a 180 ºC. Os difratogramas de DRX e os espectros de FTIR revelaram presença da fase espinélio inverso tipo B(AB)₂O₄. A morfologia apresentou a formação de aglomerados de aspecto frágil e elevada área de superfície. As análises cromatográficas produziram excelentes resultados nas reações de esterificação para ambas amostras nas condições testadas, com destaque especial para Ni_0,5Zn_0,5Fe₂O₄, cujas conversões foram de 91,4 % em ésteres metílicos e de 77,8 % em ésteres etílicos, enquanto que a amostra Ni_0,2Cu_0,3Zn_0,5Fe₂O₄ apresentou conversões de 75,1 e 65,1 %, respectivamente. As conversões na transesterificação metílica e etílica foram de 14 e 2 % para Ni_0,5Zn_0,5Fe₂O₄ e de 11 e 3 % para Ni_0,2Cu_0,3Zn_0,5Fe₂O₄.

Palavras-Chave: Ferritas mistas, reação de combustão, nanocatalisadores, transesterificação, esterificação, biodiesel.