Desenvolvimento do compósito Beta/SBA-15 para o craqueamento catalítico do óleo de Moringa Oleífera Lam

Resumo

O uso intensivo de combustíveis fósseis provoca problemas ambientais, como o aquecimento global e a emissão de gases de efeito estufa, levando à busca por fontes renováveis, como biocombustíveis. O craqueamento de biomassa, especialmente do óleo de Moringa oleífera, apresenta-se como uma alternativa promissora, utilizando catalisadores como zeólita beta, SBA-15, compósitos Beta/SBA-15 entre outros, para otimizar a produção de biocombustíveis de maneira sustentável. Neste trabalho, foram sintetizados e caracterizados, pelo método hidrotérmico, os catalisadores Zeólita beta, SBA-15 e o compósito Beta/SBA-15, que foram aplicados no craqueamento térmico e termocatalítico do óleo de moringa. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As análises térmicas foram realizadas por TG/DTG. O difratograma de raios X da zeólita Beta padrão, indica que no material apresenta fase cristalina conforme verificado no banco de dados da International Zeolite Association (IZA), evidenciado pela comparação dos picos obtidos com os padrões da zeólita beta. A alta cristalinidade das amostras é confirmada pela linha base retilínea, sem indícios de fases amorfas. Em contraste, o SBA-15 exibe uma estrutura mesoporosa organizada, com picos característicos de distâncias interplanares, com os índices de Miller (100), (110) e (200) respectivamente, os picos indicam uma estrutura hexagonal mesoporosa bidimensional com simetria P6mm, característica de materiais SBA. No caso do composto, observam-se picos de difração característicos tanto da zeólita beta quanto do SBA-15, bem definidos em diferentes ângulos. Especificamente, os picos correspondentes ao Beta/SBA-15 aparecem em 2θ = 7,9°, 21,6°, 22,8°, 27,2° e 29°, o que indica a presença das duas fases no material analisado. Essa combinação de picos evidencia a interação entre as fases zeolítica e mesoporosa, confirmando a formação do compósito.  O MEV da zeólita Beta é composta por partículas discretas, com tamanhos variando de 30 a 230 nm, já o SBA-15 revela a presença de partículas com formato semelhante a cordas, apresentando um diâmetro uniforme de aproximadamente 0,7 μm. Por outro lado, na amostra Beta/SBA-15, os cristais da zeólita Beta se aglomeram em torno da matriz de SBA-15, formando uma estrutura híbrida que pode potencializar características desejáveis, como a área de superfície, a seletividade e a atividade catalítica. EQuanto à aplicação no craqueamento térmico e termocatalítico do óleo de moringa, a análise termogravimétrica (TG e DTG) dos materiais sintetizados revela que a zeólita beta apresenta uma temperatura máxima de decomposição de 395,80 °C, indicando uma boa atividade catalítica. Em contraste, o SBA-15, com sua estrutura predominantemente mesoporosa, pode não ter sítios ácidos suficientes para promover um craqueamento eficiente, resultando em menor eficiência catalítica. Por outro lado, o compósito micro-mesoporoso Beta/SBA-15 demonstra uma boa atividade catalítica, com uma temperatura máxima de 407,39 °C. Essa eficiência superior é atribuída à sua estrutura hierárquica, que proporciona melhor dispersão das partículas ativas e maior acessibilidade dos reagentes aos sítios ativos. Assim, a combinação da zeólita beta e do SBA-15 no compósito explica sua eficácia em temperaturas mais elevadas, destacando as vantagens das interações entre as duas fases na otimização dos processos de craqueamento. Conclui-se, portanto, que os materiais sintetizados apresentam eficácia e características promissoras para o craqueamento térmico e termocatalítico do óleo de moringa. As análises termogravimétricas reforçam o potencial dos materiais propostos para aplicações em processos termocatalíticos.