Estudo do processo de degradação de biodiesel com o uso da ressonância paramagnética eletrônica (RPE), ressonância magnética nuclear (RMN) e técnicas complementares
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Mantovani, Ana Carolina Gomes
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Resumo
Resumo: O biodiesel é produzido a partir de fontes renováveis, podendo ser obtido a partir de óleos vegetais, gorduras animais e graxas residuais Esse biocombustível é formado por ésteres de ácidos graxos facilmente degradados através do contato com oxigênio, variações de temperatura, contato com metais ou contaminantes Assim, o processo de degradação oxidativa ocasionado pela reação radicalar irreversível é uma das grandes preocupações sobre esse biocombustível Na primeira parte do trabalho investigou-se o processo oxidativo do biodiesel a partir da Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), juntamente com a técnica de aprisionamento de spin (spin trapping), usando a armadilha de spin PBN, acompanhando a formação de radicais livres em amostras de biodiesel e diferentes matérias-primas (soja, milho e canola), com antioxidantes sintéticos (TBHQ, BHT e BHA) e extratos naturais (alecrim, orégano e manjericão) Através dos espectros obtidos por RPE percebeu-se a existência de um antioxidante adequado para cada biodiesel obtido por causa das diferentes matérias-primas, uma vez que o extrato de orégano mostrou melhor desempenho nas amostras de biodiesel de canola e soja, enquanto o extrato de alecrim apresentou maior eficiência no biodiesel de milho O radical ?OH foi caracterizado a partir das simulações computacionais dos espectros de RPE Assim, a técnica de RPE, juntamente com a técnica de spin trapping, mostrou-se eficiente na avaliação da atuação de moléculas com propriedades antioxidantes no processo degradativo do biodiesel Na segunda parte do trabalho foi investigado o processo de degradação do biodiesel comercial, a partir da espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de prótons (1H RMN), observando os sinais dos hidrogênios olefínicos, alílicos e bisalílicos das ligações químicas As amostras foram analisadas na presença dos íons metálicos Fe3+ e Cu2+ e com extrato de alecrim Observou-se que os metais catalisaram a reação de oxidação, enquanto o extrato de alecrim retardou o processo degradativo As análises de RMN mostraram quedas nas intensidades dos sinais dos hidrogênios olefínicos, alílicos e bisalílicos e, foi possível realizar a identificação dos produtos de oxidação (aldeídos) A técnica de RMN, mostrou-se capaz de fornecer informações relevantes quanto ao processo degradativo do biodiesel a partir da detecção da formação de co-produtos da reação e das mudanças nas intensidades dos sinais dos hidrogênios alílicos, olefínicos e bisalílicos Na terceira parte do trabalho foi investigada a termo-oxidação do biodiesel usando a 1H RMN Dois conjuntos de biodiesel foram analisados, um grupo foi degradado no equipamento Rancimat a 11 ºC por 8 horas, e o segundo foi degradado em estufa durante 17 dias a 5 ºC A partir dos espectros foram observadas as variações das intensidades dos hidrogênios olefínicos, alílicos e bisalílicos, obteve-se as proporções dos grupos acil oleico, linoleico, linolênico e saturado, além de observar e caracterizar alguns produtos de oxidação O biodiesel aquecido a 11 ºC mostrou maior grau de oxidação As amostras apresentaram aumento nas proporções de saturações e produtos como hidroperóxidos e aldeídos foram detectados A RMN mostrou-se uma boa técnica alternativa para analisar a degradação do biodiesel
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Palavras-chave
Biodiesel, Oxidação, Ressonância paramagnética eletrônica, Ressonância magnética nuclear, Biodiesel fuels, Oxidation, Electron paramagnetic resonance, Nuclear magnetic resonance