No mundo atual em rápida evolução, onde a sustentabilidade e a eficiência são de suma importância, os catalisadores desempenham um papel vital na conversão de matérias-primas em produtos valiosos. Um dos produtos químicos importantes é o ácido oxálico, amplamente utilizado no branqueamento, limpeza de superfícies metálicas e remoção de ferrugem. À medida que a procura por métodos de produção química eficientes e ecológicos continua a aumentar, catalisadores inovadores que melhorem este processo poderão revolucionar a forma como o ácido oxálico é produzido. O potencial inovador reside nas propriedades notáveis dos materiais mesoporosos, que são projetados para permitir melhor seletividade e desempenho. Ao projetar cuidadosamente a estrutura e a composição desses materiais, os cientistas podem produzir ácido oxálico de forma mais eficiente, reduzindo desperdícios e custos.
De acordo com um estudo publicado na revista Heliyon, os pesquisadores Jasem Suliman Al Ebraheem, o professor Mohammad Nour Ahmad Alkhoder e o professor Reem Hani Tulaimat da Universidade de Arbas, na Síria, criaram e analisaram nanocatalisadores mesoporosos V-Mo-MCM-41 para aumentar a produção de ácido oxálico. Este importante produto químico, amplamente utilizado em diversas indústrias, é obtido a partir desses nanocatalisadores inovadores derivados do melaço.
Os cientistas sintetizaram esses nanocatalisadores usando um método hidrotérmico direto. O ortossilicato de tetraetila (TEOS) serve como fonte de sílica, enquanto o brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) serve como modelo de surfactante para guiar a formação. Técnicas como adsorção de nitrogênio, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), difração de raios X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDX) verificaram a estrutura mesoporosa do catalisador e mostraram como a alteração da proporção de vanádio e molibdênio afeta a área superficial, o tamanho dos poros e o volume dos poros.
O nanocatalisador demonstrou sua alta eficiência na síntese de ácido oxálico, atingindo 83% de rendimento em uma hora com o mínimo de ácido sulfúrico. Isto é conseguido utilizando a metodologia de superfície de resposta (RSM), ajustando variáveis como dosagem de catalisador, ácido sulfúrico, ácido nítrico e tempo de reação. Esta abordagem ajuda a encontrar condições ideais que maximizam a produção de ácido oxálico, minimizando ao mesmo tempo o uso de ácido sulfúrico e encurtando os tempos de reação.
O pesquisador Jasem Al Ebraheem enfatizou que os resultados da pesquisa são realmente impressionantes porque o nanocatalisador composto demonstrou sua excelente capacidade de melhorar o processo de reação, aproveitando o efeito sinérgico do carregamento de vanádio e molibdênio em um único suporte. Além disso, é dada ênfase à utilização de software de design para alcançar a máxima eficiência de reação ao conduzir experimentos químicos. Isto, por sua vez, abre novos caminhos para aplicações industriais sustentáveis e economicamente viáveis.
O professor Mohammad Alkhoder enfatizou a importância de suas descobertas: “Nosso estudo demonstra o potencial dos nanocatalisadores V-Mo-MCM-41 para aumentar significativamente a produção de ácido oxálico, aproveitando as propriedades únicas desses materiais mesoporosos.”
O professor Reem Tulaimat destacou as vantagens do seu método, dizendo: “O método que desenvolvemos não só maximiza a eficiência da produção de ácido oxálico, mas também ajuda a reduzir resíduos perigosos porque requer menos ácido sulfúrico em comparação com os processos tradicionais”.
Esses resultados são uma grande promessa para a indústria química. O catalisador V-Mo-MCM-41 recentemente desenvolvido melhora a eficiência da síntese de ácido oxálico enquanto utiliza menos recursos. Este trabalho fornece direções promissoras para uma maior exploração do projeto e otimização de catalisadores, contribuindo para uma produção química sustentável e economicamente viável.
Referência do diário
Jassim Suliman Al Ibrahim, Mohammad Noor Ahmed Al Hoder, Rem Hani Tulaimat. “Síntese e caracterização do nanocatalisador mesoporoso V-Mo-MCM-41: melhorando a eficiência da síntese de ácido oxálico.” Hélio (2024). Número digital: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24652
Sobre o autor
Autor: Jassim Al IbrahimSou bacharel em Química Aplicada pela Baath University em Homs. Durante o meu percurso académico, tive o privilégio de lecionar no laboratório do Departamento de Química da Faculdade de Ciências. Com grande interesse em estudar catalisadores e seu papel nas reações químicas, fiz mestrado em físico-química, com especialização em catalisadores. Este projeto proporcionou-me conhecimentos avançados e habilidades de pesquisa nas áreas de síntese de catalisadores, técnicas de caracterização e mecanismos catalíticos. Minha tese focou no projeto e caracterização de novos catalisadores para melhorar a eficiência de reações químicas específicas. jasim.ibrahem90@gmail.com | https://orcid.org/0009-0007-1200-8869
Rem TulematO professor Reem Tulaimat possui mestrado e doutorado. Em 1992, obteve o doutorado em físico-química pela Universidade CLAUDE BERNARD LYON, na França. Sua especialização é dinâmica e catálise. De 1999 a 2004, trabalhou como professora assistente no Reino da Arábia Saudita. De 2005 a 2024, trabalhou como professora assistente na Universidade Baath. Ela publicou artigos de pesquisa em Applied Catalysis A: General Journal, Journal of non-crystallinolis e Reaction Kinetics and Catalysis Letters. Ele também orientou vários estudantes de pós-graduação nas áreas de catálise e fotocatálise. Tulaimatreem@gmail.com | https://orcid.org/0009-0004-0311-1846
Mohammad Noor AlkhodirO professor Mohammad Nour Alkhoder possui mestrado e doutorado. Dr. Al-Khadir possui doutorado em Físico-Química pela Baath University, com GPA de 94% para ambos os cursos. Possui ampla experiência como docente, ministrando disciplinas como química geral, físico-química e catálise para alunos de graduação e pós-graduação. Publicou diversos resultados de pesquisas (extração de urânio, produção de catalisadores de silicato, preparação de carvão ativado, preparação de nanopartículas e extração de elementos de terras raras), e atualmente estuda o uso de plasma para preparar nanopartículas. Chem.Alnour@gmail.com | https://orcid.org/0000-0001-9981-3471
