Ab initio molecular orbital calculations using Hartree−Fock theory and Møller−Plesset perturbation theory have been used to study the interaction of H2O with the Brønsted acid site in the zeolite H-ZSM-5. Aluminosilicate clusters with up to 28 T atoms (T = Si, Al) were used as models for the zeolite framework. Full optimization of a 3 T atom cluster at the MP2/6-31G(d) level indicates that the “ion-pair” structure, Z-···HOH2 +, formed by proton transfer from the acid site of the zeolite (ZH) to the adsorbed H2O molecule, is a transition state, while the “neutral” adsorption structure, ZH···OH2, is a local energy minimum. Partial optimization of a larger 8 T cluster at the HF/6-31G(d) level also gave results suggesting that the ion-pair structure is a transition state. Calculations were carried out to obtain corrections for high levels of theory, zero-point energies, and larger cluster size. The resulting energy difference between the neutral and ion-pair structure is small (less than 5 kcal/mol and possibly close to zero). The interaction energy of ZH···OH2 is 13−14 kcal/mol, in agreement with experiment. We find that addition of a second H2O molecule to Z-···HOH2 + in the 3 T atom cluster stabilizes the ion-pair structure, Z-···H(OH2)2 +, making it a local energy minimum. Finally, calculated vibrational frequencies for a 3 T atom cluster are used to help interpret experimental IR absorption spectra.

No abstract

RESUMO -Neste estudo, avaliou-se a influência da adição de glicerol na etapa de separação de fases de biodiesel. O biodiesel foi produzido por transesterificação utilizando-se óleo de soja refinado e etanol. Como catalisador, utilizou-se o hidróxido de sódio. A razão de álcool:óleo utilizada foi de 9:1, obtendo-se uma conversão total de ésteres de aproximadamente 97,7%. A adição de glicerol foi realizada após o término da reação, no qual se estudou uma faixa de 1 a 10% do triol em relação ao produto da reação. Os resultados indicaram que para valores superiores a 5% de glicerol adicionado, houve uma redução considerável do glicerol contido no biodiesel, de aproximadamente 7% para cerca de 1,2%. A utilização de 6% de glicerol é a mais indicada no processo estudado, pois adição de mais glicerol não contribui para que a separação seja mais eficiente. As amostras que apresentaram separação de fases ainda puderam ser lavadas com água e novamente sofreram separação de fases apenas com o efeito da gravidade, não sendo necessário um processo de separação posterior.Palavras-chave: Biodiesel, glicerol, separação de fases, éster etílico. INTRODUÇÃOCombustíveis fósseis exercem uma função essencial na economia industrial dos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Eles são utilizados em ônibus, locomotivas, geradores elétricos, entre outros. O consumo desses combustíveis vem aumentando constantemente, de maneira proporcional ao crescimento populacional. Em contrapartida, como esses combustíveis são provenientes de fontes não-renováveis, a busca por combustíveis alternativos tornou-se um tema recorrente de pesquisas pelo mundo. Dentre essas alternativas destaca-se o biodiesel, um biocombustível promissor tanto do ponto de vista ambiental quanto da sua eficácia.O biodiesel é produzido a partir de recursos renováveis, como óleos vegetais ou gordura animal, o que o torna biodegradável e não-tóxico, além de contribuir com a redução da emissão de CO 2 na atmosfera, pois a quantidade deste gás que é absorvida pelas plantas durante seu crescimento é superior a quantidade emitida na queima do biocombustível oriundo delas. (Shay, 1993; Srivastava e Prasad, 2000). Segundo Srivastava e Prasad (2000), a maior dificuldade referente a utilização do biodiesel é o seu custo, que é superior ao do diesel convencional.

Abstract. Biodiesel is a renewable biofuel that has been studied as a possible successor to conventional diesel. Currently, biodiesel is predominantly produced on a commercial scale by means of methyl transesterification via basic catalysis. This production route provides high conversions, however, the alkaline catalyst in the presence of free fatty acids provides the formation of soaps, making it difficult to separate and purify the products, thus making the process more expensive. In this way, studies have been developed with the purpose of replacing conventional basic catalysis with production routes that reduce the formation of by-products and that are simultaneously economically, technically and environmentally viable. According to studies, one of the possible routes with substitution potential is heterogeneous acid catalysis. The objective of this work was to carry out a preliminary analysis with the purpose of verifying the possibility of producing biodiesel through heterogeneous superacid catalysis using niobium oxide supported in gamma alumina as catalysts. Two methods of preparation of the catalysts were evaluated, impregnated and co-precipitate. The catalyst masses were varied in 1%, 2%, 3%, 4%, 5% and 6% in order to find the optimum concentration. The transesterification reaction was conducted at a temperature of 65 ° C with an oil/methanol molar ratio of 1:12 and a reaction time of 5 hours. The results demonstrate that the occurrence of the transesterification reaction. The optimum concentration for both catalysts was 5% and the catalyst that presented the highest conversion was the catalyst obtained by the co-precipitation method.