Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 22230
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS12 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | CAPES, CNPq |
| Primeiro autor | Juliana Ribeiro Paes |
| Orientador | SERGIO ANTONIO FERNANDES |
| Outros membros | GABRIEL ABRANCHES DIAS CASTRO |
| Título | Conversão de biomassa de sabugo de milho empregando pentacloreto de nióbio em sistema bifásico |
| Resumo | A crescente demanda por soluções ambientalmente responsáveis tem impulsionado a busca por alternativas sustentáveis para a produção de insumos químicos, destacando a valorização de biomassas lignocelulósicas, como o sabugo de milho, que é abundante, de baixo custo e rico em polissacarídeos estruturais como celulose e hemicelulose. Estes podem ser convertidos, por meio de processos de hidrólise e desidratação catalisados, em moléculas plataforma como o furfural (FF) e o 5-hidroximetilfurfural (HMF), amplamente utilizados na fabricação de biocombustíveis, solventes, polímeros e fármacos. Nesse contexto, compostos à base de nióbio, particularmente o pentacloreto de nióbio (NbCl₅), têm ganhado destaque devido à sua forte acidez de Lewis, resistência térmica e química, além da expressiva disponibilidade do elemento no Brasil, embora ainda pouco explorados em aplicações de biorrefinaria. Este estudo avaliou a eficiência do NbCl₅ como catalisador na conversão de sabugo de milho em compostos furânicos utilizando um sistema bifásico composto por acetato de etila e solução saturada de cloreto de sódio. As reações foram conduzidas em autoclave a 200°C por 180 minutos, com uma carga catalítica de 12,5% em relação à massa da biomassa, utilizando 100 mg de biomassa seca, 2,0 mL da solução salina e 6,0 mL do solvente orgânico, sem agitação. Após o processo, a fase orgânica foi separada, seca e concentrada para análise por RMN de ¹H, com quantificação via padrão interno. Os resultados demonstraram rendimentos de 26% para FF e HMF, além da formação de subprodutos como 5-etoximetilfurfural (12%), 5-acetoximetilfurfural (4%), ácido levulínico (3%) e levulinato de etila (2%), derivados principalmente da interação entre solvente e intermediários reacionais. A comparação com outros cloretos metálicos evidenciou a superioridade catalítica do NbCl₅, atribuída à sua forte acidez de Lewis. Estudos variando a proporção do catalisador mostraram que 12,5% é a carga ideal para maximizar o rendimento, enquanto cargas maiores levam à formação de produtos secundários. Além disso, o aumento da temperatura favoreceu a formação de HMF até 200°C, sendo que temperaturas superiores promoveram maior geração de derivados indesejados. O tempo de reação também influenciou a produtividade, sendo 180 minutos o período mais eficiente, já que durações maiores intensificaram reações paralelas indesejadas. Avaliações com outros substratos, como bambu, celulose e inulina, indicaram que o sabugo de milho proporciona os melhores resultados em termos de rendimento. Dessa forma, a utilização do NbCl₅ em sistema bifásico configura-se como uma alternativa viável, eficiente e sustentável para a conversão de resíduos lignocelulósicos em compostos químicos de interesse industrial, destacando-se como uma rota verde e tecnicamente acessível para o aproveitamento racional de rejeitos agrícolas, reforçando o papel do pentacloreto de nióbio no desenvolvimento de biorrefinarias nacionais sustentáveis. |
| Palavras-chave | Biomassa lignocelulósica, biorrefinaria, furfural. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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