Linhas de Pesquisa

Zeólitas e sólidos ácidos

Caracterização de Acidez e Reatividade de Zeólitas e sólidos ácidos

Zeólitas são alumino-silicatos cristalinos de poros com poros de dimensões moleculares. São amplamente utilizadas em processos industriais de refino do petróleo e petroquímica. Entretanto, ainda existem discussões sobre a acidez destes materiais e de outros sólidos ácidos, em comparação com soluções ácidas.

Os estudos nesta linha visam desenvolver métodos inovadores para estudo da acidez e da reatividade de zeólitas e sólidos ácidos, de forma a elucidar seu papel em processos catalíticos. Os estudos atuais estão focados no rearranjo do sistema ciclopropilcarbinila, com a formação do carbocátion biciclobutônio. Os estudos de cinética e parâmetros de ativação fornecem informações sobre como as zeólitas atuam na ionização de substratos e estabilização de carbocátions.


Biomassa

Transformação química

A utilização da biomassa para produção de combustíveis e produtos químicos é um tópico de grande interesse na atualidade, haja vista a necessidade de diminuição das emissões de carbono de origem fósseis.

Os estudos nesta linha estão centrados primordialmente na cadeia do biodiesel, com o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos para a transesterificação de óleos e gorduras. Estes catalisadores são baseados na funcionalização de sílicas com compostos básicos (aminas) e ácidos, de forma a poder operar com óleos de elevada acidez.

Ainda na cadeia do biodiesel são realizados estudos sobre transformação química da glicerina, principal co-produto de fabricação deste biocombustível. Os estudos estão divididos no uso da glicerina como matéria-prima para produção de commodities químicas, como propeno e ácido acrílico, e no desenvolvimento de derivados éteres, ésteres, acetais e cetais, que podem ter inúmeras aplicações, desde antioxidantes à aditivos para combustíveis.

Outra linha de estudo neste tema é a hidrogenólise do ácido levulínico a γ-valerolactona e butenos, com o emprego de catalisadores mais baratos.


CO2

Utilização e conversão

O CO2 é o grande vilão das mudanças climáticas, sendo emitido na queima de combustíveis fósseis. A captura e conversão do CO2 é um assunto atual e de grande relevância científico-tecnológica.

O grupo estuda a hidrogenação do CO2 a hidrocarbonetos, sobretudo otimizando a formação de olefinas leves, que podem ser fixadas na forma de polímeros. São utilizados catalisadores metálicos suportados que permitam realizar a reação reversa de gás d’água (RWGS) e Fischer-Tropsch em uma única etapa.

Há também estudos de hidrogenação do CO2 a metanol e dimetil-éter. O foco no caso do metanol é estudar promotores que melhorem a atividade e a seletividade de catalisadores tradicionais de cobre e óxido de zinco. Já na produção de dimetil-éter o foco é desenvolver catalisadores bifuncionais, baseados em cobre e óxido de zinco suportados em materiais ácidos, para desidratar o metanol formado a dimetil-éter.

Os carbonatos orgânicos são também foco de pesquisa nesta linha. A produção de carbonato de dimetila, carbonato de glicerina, carbonato de etileno e carbonato de propileno são estudadas sobre catalisadores heterogêneos à base de óxidos metálicos. Também é investigado o uso de supressores químicos de água para deslocar o equilíbrio reacional.