Carvões ativados como catalisadores em reações de produção de aromas

O objetivo deste trabalho foi preparar carvões ativados com elevada atividade catalítica e aplicá-los na síntese de reações de esterificação para produção de aromasmuito utilizados na indústria, nomeadamente o aroma da laranja, banana e maçã. Vários tipos de precursores foram utilizados para produzir os carvões ativados, sendo as suas características de superfície influenciadas pela natureza química do material de partida e pelo método de ativação. Foi sintetizado um carvão mesoestruturado o qual foi posteriormente submetido a tratamento com HNO3 para a introdução de grupos funcionais ácidos. Foram também preparados três carvões derivados de biomassas, dois deles foram preparados a partir de resíduos de biomassa de conteira, espécie invasora do arquipélago dos Açores, os quais foram ativados com H3PO4 com diferentes rácios de impregnação (1:1 e 1:3), e o outro, a partir de carvão vegetal obtido como subproduto de um processo de carbonização de madeira, o qual sofreu ativação física com CO2 seguida de oxidação com HNO3.Para efeitos de comparação foram preparados carvões a partir do carvão comercial Norit GAC 1240, tratados com HNO3 e H2SO4. As amostras foram caracterizadas por adsorção de N2 a -196ºC, análise elementar, pHpzc e Espetroscopia de Infravermelhos por Transformada de Fourier. Os resultados da caracterização textural mostram que o carvão comercial e os carvões derivados da biomassa, apresentam essencialmente microporos (isotérmicas tipo I), e que o carvão sintetizado mesoestruturado é constituído maioritariamente por mesoporos (isotérmicas tipo IV). Para os carvões ativados derivados da conteira, obtiveram-se áreas superficiais de 2197m2/g e 1076 m2/g, para o carvão comercial 1030m2/g, para o carvão mesoestruturado 708m2/g e para o carvão vegetal 582m2/g. Os carvões preparados foram testados em reações de esterificação em reactor batch, e foram feitas modelações cinéticas de modo a avaliar os seus desempenhos catalíticos na síntese dos aromas. Os dados cinéticos obtidos foram ajustados com sucesso a um modelo de Eley-Rideal modificado no âmbito desta tese para melhor descrever a realidade experimental