Dissertação de Mestrado

Este estudo investigou o uso de biocarvão produzido a partir do endocarpo de macaúba, dopado com lantânio, para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e sua aplicação na degradação de óleo lubrificante automotivo. A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira nativa do Brasil muito utilizada pelas indústrias de alimentos, cosméticos e de energia, sendo que sua produtividade por hectare (4 t/ha) chega a ser maior até mesmo que a da soja (3,5 t/ha). O principal objetivo foi avaliar a viabilidade e a eficácia do biocarvão do endocarpo de macaúba dopado com lantânio como um catalisador heterogêneo para eletrogeração de H₂O₂, comparando seu desempenho com o Printex L6, um material de carbono comercial amplamente utilizado na literatura. A produção de H₂O₂ foi monitorada por espectroscopia de UV-Vis, enquanto a degradação do óleo lubrificante foi analisada por cromatografia líquida de alta performance (da sigla em inglês, HPLC). Particularmente em relação à degradação do óleo lubrificante, o biocarvão demonstrou maior eficiência na degradação de oleamida, atingindo uma taxa de 70% na presença de luz ultravioleta e íons Fe²⁺, condições para o processo fotoeletro-Fenton, superando o desempenho do Printex L6 (26% de degradação. Entre os biocarvões dopados, obteve-se 75% de degradação de estereamida na dopagem com 10% de La₂O₃ e 60,1% de degradação da Oleamida no dopado com 2,5%. As análises estruturais do biocarvão revelaram uma maior presença de grupos funcionais oriundos de lignina (anéis aromáticos e carboxilas) em sua superfície (e pequenos aglomerados grafíticos, o que favoreceu sua performance catalítica na reação de redução de oxigênio. Em conclusão, o biocarvão de macaúba apresentou-se como uma alternativa promissora e sustentável para a degradação de óleos lubrificantes e a eletrogeração de H₂O₂, superando o material comercial utilizado como referência. Este trabalho demonstra a viabilidade do uso de resíduos da indústria, como o endocarpo de macaúba, em processos industriais sustentáveis, contribuindo para a valorização de subprodutos nacionais e cumprimento da agenda relacionada aos princípios da Química Verde.

This study investigated the macauba endocarp biochar, doped with lanthanum, use for hydrogen peroxide (H₂O₂) electrogeneration and its application in automotive lubricating oil degradation. Macauba (Acrocomia aculeata) is a native palm in Brazil, widely used by the food, cosmetics, and energy industries, with a productivity per hectare (4 t/ha) that surpasses even that of soybeans (3.5 t/ha). The primary objective was to evaluate the feasibility and efficacy of lanthanum-doped biochar as a heterogeneous catalyst for the electrogeneration of H₂O₂, comparing its performance with Printex L6, a commercially available carbon material widely used in the literature. The H₂O₂ production was monitored by UV-Vis spectroscopy, while the lubricating oil degradation was analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Particularly concerning the lubricating oil degradation, the biochar demonstrated greater efficiency in oleamide degradation, achieving a 70% efficiency rate whensoever there is a provision of ultraviolet light and Fe²⁺ ions, condition for the photoelectron-Fenton process, surpassing the Printex L6 performance (degradation of 26%). Regarding the doped biochars, the 10% La₂O₃ sample reached 75% degradation of stearamide, while the 2.5% La₂O₃ biochar achieved 60.1% oleamide degradation. Biochar structural analyses revealed a higher presence of functional groups derived from lignin on its surface (aromatic and carboxyl rings) and small graphitic clusters, which favored its catalytic performance in the oxygen reduction reaction. In conclusion, macauba biochar presented itself as a promising and sustainable alternative for the lubricating oils degradation and the H₂O₂ electro generation, outperforming the commercial material used as a reference. This work demonstrates the feasibility of using industry residues, such as the endocarp of macauba, in sustainable industrial processes, contributing to the valorization of national by-products and compliance with the agenda related to the Green Chemistry principles.