Avaliação dos sistemas catalíticos Cuo/Zno/Al2O3 e Cu-MCM-41 na oxidação catalítica do fenol em um reator de leito de lama

Abstract

O crescimento industrial é algo desejado pela sociedade, mas quase sempre vem acompanhado com a degradação do meio ambiente. A redução de poluentes orgânicos no meio aquático é um dos grandes desafios da sociedade. Uma solução bastante estudada e utilizada pelas indústrias é a implantação de processos que aumente a biodegradabilidade do meio. Um processo importante é o de oxidação catalítica por via úmida. Com o objetivo de contribuir com o avanço da ciência, este trabalho tem a intenção de investigar o comportamento de dois sistemas catalíticos na oxidação úmida do fenol, o CuO/ZnO/Al2O3 e o Cu-MCM-41. O trabalho foi realizado em um reator de mistura de bancada de 300 mL(Parr Instruments Co),equipado com controladores de temperatura pressão e vazão. Os catalisadores avaliados foram preparados pelos métodos da co-precipitação e hidrotérmico sendo caracterizados por DRX (Shimadzu), XRF(Shimadzu) e IV(ABB BOMEM). Empregou-se a cromatografia gasosa (3400 CX Varian) para analisar as amostras retiradas do reator. Os ensaios realizados tiveram o intuito de identificar as variáveis que mais influenciam o sistema, pela técnica de planejamento fatorial. A otimização dos sistemas envolvidos foi feito através da técnica de superfície de resposta. Verificou-se que, para os sistemas catalíticos, as variáveis que mais influenciaram o processo foram à temperatura, pressão e concentração de catalisador. As condições operacionais ótimas para os catalisadores proporcionaram uma redução de fenol de 89% para o CuO/ZnO/Al2O3 e 93% para o Cu-MCM-41. A otimização dos sistemas utilizando a técnica de planejamento estatístico é uma ferramenta adequada, e pouco utilizada, para avaliar o desempenho comparativo entre catalisadores. A principal virtude desta técnica é considerar a influência, ao mesmo tempo, de todas as variáveis envolvidas, obtendo assim resultados mais confiáveis. Neste trabalho, chegou-se a conclusão que o catalisador Cu-MCM-41 é o mais eficiente.