A demanda por combustíveis fósseis é uma questão preocupante, assim, a busca por
novas fontes renováveis vem crescendo cada vez mais, em especial pelo uso da
biomassa. Hexoses, como frutose e glicose, podem ser desidrogenadas ao produto
de alto valor agregado 5-hidroximetilfurfural (5-HMF). Contudo, estas conversões são
comumente catalisadas por ácido sulfúrico no caso da frutose, e por ácidos de Lewis,
no caso da glicose, o que dificulta e torna o processo prejudicial ao meio ambiente.
Assim, carvões com a superfície modificada quimicamente vêm ganhando espaço
como promissores catalisadores sólidos, muito embora introduzir simultaneamente
acidez de Lewis e de Brønsted não seja um processo trivial. Carvões com
propriedades ácidas e magnéticas foram preparados pelos métodos de carbonização
hidrotérmica e pirólise do glicerol, um co-produto da produção de biodiesel, com ácido
sulfúrico (H2SO4) e magnetita (Fe3O4), cloreto de ferro (III) (FeCl3) ou nitrato de ferro
(III) (Fe(NO3)9H2O), como precursores magnéticos. Por meio de diferentes técnicas
de caracterização, foi possível elucidar propriedades físico-químicas favoráveis ao
processo catalítico, entre elas, a inserção de 4,89 mmol g-1 de grupos sulfônicos,
carboxílicos, fenólicos e lactônicos, dispostos uniformemente e em maiores
proporções na superfície dos catalisadores derivados do processo de carbonização
hidrotérmica e sulfonação “in situ”. Essas características, aliadas ao menor
desenvolvimento da área superficial, permitiram converter 93% da frutose e obter 5-
HMF com 95% de seletividade em apenas 10 min sob aquecimento micro-ondas a
140 oC, utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente. Um dos sólidos obtidos,
identificado como HCC-20%Fe3O4, demonstrou estabilidade quando reutilizado por 4
ciclos consecutivos. Houve redução na conversão e na seletividade (respectivamente
16% e 2%) somente após o primeiro uso, o que foi associada a lixiviação de grupos
ácidos não incorporados ao sólido, mas apenas adsorvidos nos microporos e
mesoporos desenvolvidos durante a síntese. Portanto, o presente trabalho contribuiu
significativamente para a valorização do glicerol, evidenciando a eficácia do carvão
sintetizado como catalisador na reação de desidratação da frutose.