Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Artigo descritivo sobre a técnica de FEC aplicada à glicose.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
1 / 81
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Oxidação fotoeletrocatalítica de glicose a compostos orgânicos com maior valor agregado empregando fotoeletrodos de nanotubos de dióxido de titânio.
Dissertação apresentada ao Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Química.
Orientador: Profa. Dra. Maria Valnice Boldrin Zanoni
Araraquara 2016
Elaboração:
FICHA CATALOGRÁFICA
Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação Biblioteca do Instituto de Química, Unesp, câmpus de Araraquara
F122o
Fabrão, Rodrigo Monteiro Oxidação fotoeletrocatalítica de glicose a compostos orgânicos com maior valor agregado empregando fotoeletrodos de nanotubos de dióxido de titânio / Rodrigo Monteiro Fabrão. – Araraquara : [s.n.], 2016 80 f. : il.
Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Química Orientador: Maria Valnice Boldrin Zanoni
Nome: Rodrigo Monteiro Fabrão Nome em citações bibliográficas: FABRAO, R.M.; FABRAO, RODRIGO M.; RODRIGO M. FABRAO
ENDEREÇO PROFISSIONAL Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Instituto de Química de Araraquara, Departamento de Química Analítica. Rua Prof. Francisco Degni, s/n Quitandinha, 14800-900 - Araraquara, SP – Brasil
Email: rofabrao@hotmail.com
FORMAÇÃO ACADÊMICA
2014 Mestrado em Química - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), Instituto de Química, Araraquara - SP Orientadora: Profª. Drª. Maria Valnice Boldrin Zanoni.
Bolsista: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Graduação em Química Bacharelado - Universidade Estadual de Maringá - PR Título da Monografia: Análises Físico Químicas de Águas de Maringá e Região Orientador: Prof. Dr. Wagner Roberto de Souza Bolsista de Iniciação Científica (2009 - 2010) – UEM – Título do Projeto: Isolamento dos constituintes químicos das frações apolares das partes aéreas da espécie Machaerium hirtum (Fabaceae). Orientadora: Profa. Dra. Silvana Maria de Oliveira Santin.
Analista de Laboratório– Ambientale Análises Ambientais e de Alimentos - Maringá (dez. 2012 – nov. 2013)
Analista de Laboratório – Unidade Logística da Usina de Açúcar Santa Terezinha (USACUCAR) - Maringá (fev. 2012 – dez.2012)
Estágio em Laboratório de análises físico-químicas de água e alimentos – UEM (04/2011 – 07/2011).
Artigos completos publicados em periódicos
Marlene C. Ignoato, Rodrigo M. Fabrão, Ivânia T.A. Schuquel, Marcos F.P. Botelho, Geanderson Bannwart, Armando M. Pomini, Laura L.M. Arruda, Ciomar A. Bersani- Amado & Silvana M.O. Santin. Chemical constituents of Machaerium hirtum Vell. (Fabaceae) leaves and branches and its anti-inflammatory activity evaluation, Natural Product Research, 2012 DOI:10.1080/14786419.2012.
Marlene Capelin Ignoato, Rodrigo Monteiro Fabrão, Ivânia Teresinha Albrecht Schuquel, Marcos Felipe Pinatto Botelho Silvana Maria de Oliveira Santin, Laura Lícia Milani de Arruda, Ciomar Aparecida Bersani-Amado e Maria Conceição de Souza. Estudo fitoquímico e avaliação da atividade anti-inflamatória de Aeschynomene fluminensis Vell. (Fabaceae). Quim. Nova, Vol. 35, No. 11, 2241- 2244, 2012
Artigos completos submetidos em periódicos
Rodrigo Monteiro Fabrao, Juliana Ferreira de Brito, Jose Luiz da Silva, Nelson Ramos Stradiottoand Maria Valnice Boldrin Zanoni. Appraisal of photoelectrocatalytic oxidation of glucose and production of high value chemicals on nanotube Ti/TiO 2 electrode. Electrochemica Acta. 2016.
Trabalhos Publicados em Anais de Eventos Científicos
IGNOATO, MARLENE C. ; FABRÃO, R. M. ; Grespan, R ; BOTELHO, MARCOS F.P.; Nochi, S; Nakamura, C.V.; Cuman, R.K.N.; BERSANI-AMADO, C. A.; SANTIN, SILVANA M.O.. Atividades anti-inflamatória e antitumoral da Aeschynomene fluminensis (Vell.).. In: XX Congresso Italo-Latinoamericano de Etnomedicina, 2011, Fortaleza. Atividades anti-inflamatória e antitumoral da Aeschynomene fluminensis (Vell.), 2011.
IGNOATO, MARLENE C.; FABRÃO, R. M.; Grespan, R ; Cuman, R.K.N.; BERSANI- AMADO, C. A.; SANTIN, SILVANA M.O. Avaliaçao da atividae anti-inflamatória da Machaerium hirtum: isolamento e identificação de compostos químicos. In: XX Congresso Italo-Latinoamericano de Etnomedicina, 2011, Fortaleza. Avaliaçao da atividae anti-inflamatória da Machaerium hirtum: isolamento e identificação de compostos químicos, 2011.
ARRUDA, L. L. M. ; Ignoato, M.C ; FABRÃO, R. M. ; Grespan, R ; SANTIN, S. M. O. ; Domiciano, T.P. ; Fachii, F.C. ; BERSANI-AMADO, C. A.. 'Anti-inflamatory activity of leaves and branches fractions from Machaerium hirtum in mice. In: XXVI Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia Eperimental - FeSBE, 2011, Rio de Janeiro. "Anti-inflamatory activity of leaves and branches fractions from Machaerium hirtum in mice, 2011.
IGNOATO, M.C ; FABRÃO, R. M. ; SANTIN, S. M. O.. Flavonoids from the leaves of Machaerium hirtum (Vell.) Stelfeld. In: VIII INTERNATIONAL ETHNOBOTANY SYMPOSIUM, 2010, Lisboa. Flavonoids from the leaves of Machaerium hirtum (Vell.) Stelfeld, 2010.
Participação em eventos Científicos
38a RASBQ. 2015. (Congresso).
34ª Reunião Anual SBQ. 2011. (Congresso).
33ª Reunião Anual SBQ. 2010. (Congresso).
XIX Encontro Anual de Iniciação Científica. 2010. (Congresso).
XVIII Encontro de Química da Região Sul. 2010. (Congresso).
VII Símposio Brasileiro de Farmacognosia. 2009. (Simpósio).
XVI Encontro de Química da Região Sul. 2008. (Congresso).
Agradeço primeiramente a minha família, meus pais Lêda e Atayde e minha
avó Maria (Mica) por toda orientação e educação dada durante minha formação
pessoal, pelo apoio e confiança em todos os momentos difíceis.
Agradeço também a minha noiva Rebeca, por todo amor, carinho e ajuda
nesses mais de 6 anos juntos, sempre me apoiando nas minhas decisões e me
ajudando quando mais precisei. Por todos os momentos felizes que passamos,
conhecendo lugares lindos e aprendendo muito juntos. Te amo.
A todos os colegas do laboratório de eletroanalítica e NDCom/IPBEN que
puderam me ajudar de alguma forma, em especial a Ju por ter me recebido muito
bem e por toda ajuda e ensinamentos dados durante esses dois anos, que foram
muito importantes para minha formação.
Agradeço muito a Prof. Valnice, que me aceitou como aluno, sempre me
orientando e me ensinando muito por ter contribuído para meu crescimento pessoal
e acadêmico durante esse período que passei como seu aluno. Com certeza aprendi
muito mais do que apenas escrever bem.
A todos os professores do Grupo, Nelson, Hideko e Pilar por contribuírem
para minha formação.
Agradeço também a todos os amigos que fiz durante meu mestrado, pelas
risadas e momentos bons.
Ao Instituto de química pela excelente estrutura oferecida para o
desenvolvimento do meu mestrado.
Às agências FAPESP e CNPq pelo suporte financeiro e bolsa concebida
E a Deus, por me guiar e me dar força quando precisei.
A produção de etanol e açúcar a partir de cana-de-açúcar é um atividade de grande importância no Brasil, mas também fonte de grande preocupação ambiental devido ao grande acúmulo de biomassa na forma de bagaço e vinhaça gerados como rejeitos. A biomassa lignocelulósica é constituída de celulose, com estrutura formada de unidades de glicose polimerizadas, deste modo estudos voltados para a conversão de glicose em compostos químicos com maior valor agregado seria relevante para buscar novas formas de aproveitamento destes rejeitos. O objetivo do presente trabalho é investigar a aplicabilidade da técnica de fotoeletrocatálise para promover a oxidação de glicose em meio aquoso utilizando nanotubos de dióxido de titânio (NT-Ti/TiO 2 ) como fotoanodos com vistas a obtenção de compostos com maior valor agregado. Os eletrodos de nanotubos de dióxido de titânio (NT-Ti/TiO 2 ) foram preparados por oxidação eletroquímica de Ti em solução 1,0 mol L-1^ de NaH 2 PO 4 + 0,3% (m/m) HF como eletrólito de suporte sob potencial de 20V por 2 h e calcinado a 450 °C. Um método analitico baseado em cromatografia de troca iônica com detecção amperométrica foi desenvolvido para análise de glicose, acido glicônico, acido glicárico, arabitol e arabinose e curvas analíticas foram construídas em concentrações de 1,00 a 20,0x10-6^ mol L-1^ , r = 0,9995, e o método alcançou limites de detecção e determinação ao redor de LD = 0,03x10-6^ mol L-1^ e LQ = 0,08x10-6^ mol L-1^ para a determinação de glicose. O método foi utilizado para monitoramento dos produtos gerados durante oxidação fotoeletrocatalítica de 10, mmol L-1^ de glicose sob potencial de +1,5 V vs Ag/AgCl e irradiação UV/Vis que alcançou 72% de conversão após 180 min de tratamento. Medidas de remoção de carbono orgânico total mostraram que 28% da glicose foi convertida a CO 2 e o restante foi transformado em outro produtos, tais como Arabinose, arabinitol, 4-cetoglicose, glucohexodialdose, glucona-δ-lactona, 6-desoxiglucose e o ácido glicônico, cuja maioria foi confirmada por espectrometria de massas. Os resultados demonstram que a técnica de fotoeletrocatálise pode ser uma alternativa simples, econômica e promissora parapromovera conversão da glicose em alguns produtos de interesse econômico.
Palavras chave: Conversão de glicose. Fotoeletrocatálise. Eletrodo de nanotubos de dióxido de Titânio.
The production of sugar and ethanol from sugarcane is an activity very important in Brazil, but it is also a source of great environmental concern due to the large accumulation of biomass in form of bagasse and vinasse generated as waste of this process. The lignocellulosic biomass is made up of cellulose, wich structure is made of polymerized glucose units. Thereby studies focused on the conversion of glucose into added value chemical compounds would be relevant to seek new ways to use these waste. This work describes the construction electrodes of titanium dioxide nanotubes (NT-Ti / TiO 2 ) and its application in photoeletrocatalytic oxidation of glucose in aqueous media aimed at converting glucose into compounds with higher added value. The electrodes were prepared by electrochemical oxidation of Ti in solution of 1.0 mol L-1^ NaH 2 PO 4 + 0.3% (m/m) HF as supporting electrolyte under a potential of 20V for 2 h and calcined at 450 ° C. An analytical method based on ion exchange chromatography with amperometric detection was developed for glucose, gluconic acid, glucarico acid, arabitol and Arabinose analysis and analytical curves were constructed at concentrations of 1.00 to 20,0x10-5^ mol L-1, r = 0.9995, and the method achieved detection limits and determination around 0,03x10-6^ mol L -1^ and 0,08x10-6^ mol L -1^ for glucose determination, respectively. The method was used for monitoring the generated products due the oxidation photoeletrocatalytic 10.0 mmol L-1^ glucose solution under potential of +1.5 V vs Ag / AgCl and irradiating UV / Vis that achieved 72% conversion after 180 min of treatment. Measurements of total organic carbon removal showed that 28% of the glucose was converted to CO 2 and the rest was transformed into other products, such as arabinose, arabinitol, 4- ketoglicose, glucohexodialdose, Glucone-δ-lactone, 6-deoxyglucose and acid gluconic, most of which was confirmed by mass spectrometry. The results demonstrate that photoelectrocatalysis technique may be a simple, economical and attractive alternative to promote glucose conversion into some products of economic interest.
Key words: Glucose conversion. Photoelectrocatalysis. Titanium dioxide nanotubes electrode.
Figura 12: Efeitos da glicose na taxa de produção de radicais hidroxila (medidos pelo metodo do RNO) durante 15 minutos de fotoeletrocatalise conduzida em eletrodo de NT-Ti/TiO 2 , sob potencial de +1,5 V, com irradiação UV em Na 2 SO 4 na ausência (A) e presença (B) de glucose 10,0 mmol L-1. ...................................................................................... 41
Figura 13: Cromatograma obtido para soluções padrão em concentrações: 0, mmol L-1^ de glicose, 0,1 mmol L-1^ acido glicônio e 0,1 mmol L-1^ de ácido glicárico em meio aquoso. Fase móvel: NaOH 0,1 mol L-1^ com NaOAc 0,28 mol L-1, potencial de detecção: 100mV e vazão de 1 mL/min em modo isocrático. ................................................................................... 42
Figura 14: Cromatograma obtido para 0,1 mmol L-1^ de glicose, 0,1 mmol L -1^ acido glicônio e 0,1 mmol L-1^ de ácido glicárico em meio aquoso. Fase móvel: A: NaOH 0,1 mol L-1^ com NaOAc 0,28 mol L -1^ B: Água ultra-pura, potencial de detecção: 100 mV e vazão de 1 mL/min em modo gradiente .............................................................................................. 44
Figura 15: Curvas analíticas obtida por cromatografia iônica com detecção amperométrica para glicose (A), ácido glicárico (B) e ácido glicônico (C) utilizando-se as seguintes condições experimentais: Fase móvel A: Água ultra pura B: solução 0,1 mol L -1^ NaOH com 0,28 mol L-1^ NaOAc, em modo gradiente. ............................................................................. 45
Figura 16: Cromatograma da fotoeletro-oxidação de 250 mmol L-1^ de glicose empregando eletrodo nanotubos de Ti/TiO 2 antes (A) e após 30 minutos de irradiação UV-Vis sob potencial de 1,0V vs Ag/AgCl em 0, mol L-1^ de Na 2 SO 4. ............................................................................... 46
Figura 17: Percentual de conversão de glicose empregando eletrodo NT-Ti/TiO 2 após 30 min de irradiação UV-Vis, sob potencial de 1,0V vs Ag/AgCl nas concentrações de: A) 5 mmol L-1; B) 10 mmol L-1^ ; C) 25 mmol L-1; D) 50 mmol L-1; E) 100 mmol L-1^ ; F) 250 mmol L-1^ ............................... 47
Figura 18: Cromatogramas correspondentes à fotoeletro-oxidação de amostras de glicose antes (A) e após 30 minutos de irradiação UV-Vis sob potencial de 1,0V vs Ag/AgCl utilizando eletrodo NT-Ti/TiO 2 em diferentes concentrações iniciais de glicose: B) 5 mmol L-1; C) 10 mmol L-1; D) 25 mmol L-1; E) 50 mmol L-1^ ; F) 100 mmol L-1; G) 250 mmol L-1^. .............. 48
Figura 19: Efeito do potencial na fotoeletro-oxidação de 10 mmol L-1^ glicose empregando eletrodo NT-Ti/TiO 2 após 30 minutos de irradiação UV-Vis sob diferentes potenciais em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1. .................. 49
Figura 20: Cromatogramas da fotoeletro-oxidação de glicose 10,0 mmol L- empregando eletrodo NT-Ti/TiO 2 antes (A) e após 30 minutos de irradiação UV-Vis sob potenciais de: 0,2V (B), 0,4 V (C), 0,6 V (D) , 0, V (E) , 1,0 V (F) e 1,5V (G) vs Ag/AgCl em Na 2 SO 4 0,1 mol L-1^. .......... 50
Figura 21: Área do pico em Tr = 8,50 em função do potencial aplicado na reação oxidação fotoeletrocatálitica de 10,0 mmol L -1^ glicose em eletrodo NT- Ti/TiO 2 com irradiação de luz UV-Vis durante 30 minutos, em meio de Na 2 SO 4 0,10 mol L-1. ............................................................................ 51
Figura 22: Efeito do pH inicial na fotoeletro-oxidação de 10,0 mmol L-1^ glicose empregando eletrodo NT-Ti/TiO 2 após 30 minutos de irradiação UV-Vis sob potencial de 1,5 V em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1. ...................... 52
Figura 23: Cromatogramas da fotoeletro-oxidação de glicose 10 mmol L- empregando eletrodo NT-Ti/TiO 2 antes (A) e após 30 minutos de irradiação UV-Vis em pH inicial de: 2,0 (B), 4,0 (C), 6,0 (D) , 8,0 (E) e 10,0 (F) sob potencial de 1,5 V vs Ag/AgCl em Na 2 SO 4 0,1 mol L-1. ... 53
Figura 24: Cromatograma da conversão de 10,0 mmol L-1^ de glicose mostrando o decaimento do pico em Tr = 2,7 minutos, referente a glicose (A) antes e após fotoeletro-oxidação em fotoanodo de Ti/TiO 2 em solução de 0, mol L-1 Na 2 SO 4 , sob potencial de 1,5V vs Ag/AgCl, nos tempos de: 30 a 180 minutos de irradiação UV-Vis, e respectivos percentuais de conversão glicose (B) nos tempos estudados ...................................... 54
Figura 25: Ampliação dos cromatogramasnas regiões entre 5,0 a 10,0 min de fotoeletro-oxidação de glicose 10 mmol L-1 empregando eletrodo NT- Ti/TiO 2 antes (A) e após: 30 (B), 60 (C), 90 (D), 120 (E), 150 (F) e 180 (G) minutos de irradiação UV-Vis, sob potencial de 1,5 V vs Ag/AgCl em Na 2 SO 4 0,1 mol L -1^. ........................................................................ 55
Figura 26: Área do pico em Tr = 8,5 em função do tempo de fotoeletro-oxidação de 10,0 mmol L-1^ glicose em eletrodo NT-Ti/TiO 2 em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1 sob potencial de 1,5V vs Ag/AgCl ao longo de 180 minutos de irradiação UV-Vis. ........................................................................... 56
Figura 27: Resultado da análise de carbono organico total (COT) (vermelho) juntamente com o percentual de conversão de glicose (preto) em função do tempo de reação oxidação fotoeletrocatálitica de glicose 10, mmol L-1 em eletrodo NT-Ti/TiO 2 em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L -1^ com luz UV de 125 W, em potencial de 1,5V vs Ag/AgCl. ........................... 57
Figura 28: Esquema da reação de oximação em compostos carbonilados. ......... 58
Figura 29: Esquema da reação de Sililação com MSTFA em compostos hidroxilados. ......................................................................................... 58
Figura 30: Ampliação dos cromatogramas de CG-EM para os produtos de glicose 10,0 mmol L-1^ antes (A) e após tratamento por 180 minutos (B) de fotoeletro-oxidação em eletrodo NT-Ti/TiO 2 em meio de Na 2 SO 4 0, mol L-1^ sob irradiação UV-Vis, em potencial de 1,5V vs Ag/Ag após reações de sililação e oximação. ......................................................... 59
Figura 44: Cromatograma obtido para solução de glicose 10,0 mmol L-1^ após 180 min de fotoeletro-oxidação sobre eletrodo de NT-Ti/TiO 2 em meio aquoso de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1^ sob irradiação UV-Vis, em potencial de 1,5 V vs Ag/AgCl. Potencial de detecção: 100 mV e vazão de 1 mL/min em modo gradiente. ............................................................................. 71
Figura 45: Concentração de Arabitol (●), Arabinose (■), Ácido Glicônico (▲) e Glicose (▼), a partir da oxidação de solução de glicose 10,0 mmol L- após 180 minutos de fotoeletro-oxidação em eletrodo NT-Ti/TiO 2 em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1^ sob irradiação UV-Vis, em potencial de 1,5V vs Ag/AgCl. .................................................................................. 72
Figura 46: Esquema dos processos que ocorrem na fotoeletro-oxidação de glicose em eletrodo NT-Ti/TiO 2 sob irradiação UV-Vis. .................................... 73
Tabela 1: Parâmetros cromatográficos para o método isocrático de separação de glicose, ácido glicárico e ácido glicônico...............................................
Tabela 2: Parâmetros cromatográficos correspondentes à separação de glicose, ácido glicárico e ácido glicônico no modo gradiente.............................
Tabela 3: Lista dos produtos da fotoeletro-oxidação de glicose 10 mmol L- tratada por durante 180 minutos em eletrodo NT-Ti/TiO2 em meio de Na 2 SO 4 0,1 mol L-1^ sob irradiação UV-Vis, em potencial de 1,5V vs Ag/AgCl, identificados pela análise em CG-EM e seus respectivos tempos de retenção e similaridade.......................................................
Tabela 4: Tempos de retenção obtidos por cromatografia de troca iônica com detecção amperométrica para os padrões analisados pelo método modificado.............................................................................................
A cana-de-açúcar é de grande importância na história do Brasil. Trazida pelos
portugueses no período de colonização no início do século XVI, a cana foi, durante
muito tempo, a base da economia brasileira (CAVALCANTE, 2011). Desde então, o
Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar, e responsável pela produção média de
600 milhões de toneladas por ano, principalmente usada na produção de açúcar e
etanol.
Nos últimos cinco anos, usinas no Brasil moeram cerca de 3 bilhões de
toneladas de cana de açúcar, sendo que o estado de São Paulo é responsável por
55% desta produção, ou seja, 1,7 bilhões de toneladas de cana processadas. A
produção no estado é de 113,7 milhões de toneladas de açúcar e 66,5 trilhões de
litros de etanol total (hidratado e anidro). O estado exporta em torno de 77,4 milhões
de toneladas de açúcar, principalmente para o continente asiático e 9,4 bilhões de
litros de etanol, principalmente para o continente americano (UNIÃO DA INDÚSTRIA
DE CANA DE AÇÚCAR, 2016).
O processo de obtenção de açúcar e etanol começa pela moagem da cana-
de-açúcar recém colhida, o que da origem ao caldo da cana, que basicamente pode
ser tratado de duas maneiras: fervido e concentrado dando origem ao xarope para a
obtenção do açúcar após sua cristalização, ou fermentado para a produção do
etanol. Durante esse processo gera-se aproximadamente 270 kg de bagaço e 800
litros de vinhaça por tonelada de cana processada (AGUIAR; FERREIRA;
MONTEIRO, 2010). Esse bagaço é constituído basicamente de celulose (25-47%) e
hemicelulose (20-35%), os quais podem ser hidrolisados gerando glicose (COSTA et
al., 2014). O bagaço pode ser reutilizado nas indústrias como fonte de energia
elétrica pela sua queima e produção de vapor nas caldeiras, como adubo para as
plantações de cana ou como matéria prima para o etanol, pois também pode se
fonte para a obtenção de açúcares fermentáveis. Porém muito dessa biomassa
ainda acaba sendo descartada, gerando uma grande quantidade de lixo orgânico e
problemas ambientais (COSTA et al., 2014), devido a isso há um interesse na
pesquisa de desenvolvimento de novas técnicas de reutilização dessa biomassa, a
fim de diminuir o acúmulo desses materiais na natureza e tornar a indústria da cana
cada vez mais sustentável.
1.1 Métodos de conversão de biomassa
A biomassa lignocelulósica é constituída de celulose, hemicelulose e lignina,
sendo que a celulose é constituída basicamente de unidades de glicose
polimerizadas, e a hemicelulose de polímeros com unidades monossacaridicas com
seis carbonos (glicose), de cinco carbonos (frutose, xilose e arabinose) e ácidos
urônicos (OGATA, 2013) sendo que é possível a conversão destas substâncias a
metano por fermentação anaeróbia, ou então a quebra desses polímeros para a
obtenção de monossacarídeos (COSTA et al., 2014).
Figura 1: Estrutura química dos principais constituintes da biomassa lignocelulósica.
Fonte: Imagem elaborada pelo autor
Deste modo, métodos de conversão de biomassa em materiais com maior
valor agregado poderiam ser de grande interesse para aumentar a economia deste
mercado tão importante para o Brasil (GALLEZOT, 2012). Biomassa vem sendo
ainda amplamente utilizada como matéria prima para a produção sustentável de
hidrogênio (COLMENARES et al., 2009) e diversos métodos para tal fim estão
descritos na literatura, tais como métodos termoquímicos de degradação, como
gaseificação e pirólise (GALLEZOT, 2012; PUGA, 2016).
Neste contexto, merecem destaque os trabalhos de conversão catalítica da
biomassa para geração de hidrogênio usando catalisadores a base de ZrO 2 e TiO 2 -
ZrO 2 descritos por Werpy e Petersen (2004). Chareonlimkun et al. (2010) e Goh et
