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TRANSFORMAÇÃO QUÍMICA DE CO2 EM DIMETIL CARBONATO: UM ESTUDO CATALÍTICO DE LÍQUIDOS IÔNICOS
Última alteração: 04-10-2015
Resumo
A crescente preocupação mundial com as mudanças climáticas vem ganhando muito destaque no meio científico. Fenômenos como a diminuição das geleiras e o aumento da temperatura da água dos oceanos e do ar vem sendo relatados pelos principais órgãos internacionais. Estes problemas normalmente estão associados ao crescente aumento das emissões de dióxido de carbono (CO2), pois este se destaca como um dos principais gases de efeito estufa na atmosfera e consequentemente, principal responsável pelo aquecimento global. O uso de fontes renováveis de energia, as preocupações com a sustentabilidade do planeta e a popularização dos princípios da Química Verde são respeitáveis caminhos para redução dessas emissões. Sendo assim, tecnologias relacionadas à captura, transformação e armazenamento do CO2 ganham cada vez mais espaço. Especificamente, a transformação química do CO2 visa agregar valor comercial a um gás inerte. Os líquidos iônicos têm sido amplamente promovidos como “solventes verdes” e vêm atraindo atenção para aplicações em vários campos da Química, como solventes não voláteis e catalisadores; e despertando interesse devido às suas propriedades particulares. Em função disto, neste trabalho foi estudada uma rota alternativa de síntese do dimetil carbonato (DMC) a partir do CO2, utilizando as condições de trabalho de uma planta de captura de CO2 pelo processo de pré-combustão. Diferentes líquidos iônicos de cátions imidazólios e piridínicos com ânions [Cl]-, [BF4]-, [PF6]- e [NTf2]- foram testados como catalisadores. A caracterização dos líquidos iônicos produzidos foi possível com a utilização de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de próton (1H-RMN) que comprovaram a estrutura destes materiais. Para o dimetil carbonato, a identificação e quantificação foram realizadas por cromatografia gasosa equipada com um detector de ionização de chama (CG-FID). Para otimização dos parâmetros de síntese foram testadas variáveis de temperatura de 140 °C e 175 °C e tempo de reação de 12 h, 24 h e 48 h. Com isto os resultados de conversão de metanol e seletividade para DMC demonstraram que estes materiais podem ser utilizados como catalisadores, mas que é fundamental a utilização de um agente secante para transpor a barreira termodinâmica desfavorável da reação. Os ânions mais relevantes para esta síntese seguem a seguinte ordem [BF4]- > [Cl]- > [PF6]- > [NTf2]- para ambos os cátions na seletividade para DMC. A conversão de metanol se mantém constante para todos os LIs, mas a seletividade para dimetil carbonato chegou a 81 % quando utilizando o [bmim][BF4] como catalisador.
Palavras-chave
Carbonatação. Dimetil carbonato. Líquido iônico.
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