Search

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-08-06T18:26:03Z No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-08-19T00:45:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-19T00:45:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho, foram investigados os efeitos da adição de carbonato de bário (BaCO3) a catalisadores baseados em níquel e lantânio (Ni/La2O3) aplicados na reforma seca do metano (RSM). Os precursores dos catalisadores foram preparados pelo método da impregnação por via úmida, com e sem adição de 5% de BaCO3 em massa ao suporte. Os precursores catalíticos foram caracterizados por Análise Termogravimétrica (ATG), Difração de Raios X (DRX) e Redução com hidrogênio à Temperatura Programada (TPR-H2). Após redução dos precursores catalíticos e ativação, os catalisadores também foram caracterizados por DRX. Análises de Reação Superficial à Temperatura Programada (TPSR) e testes catalíticos de longa duração (18 h a 700°C) foram utilizados para avaliar a atividade, a seletividade e a estabilidade dos catalisadores na RSM. Para avaliar comparativamente a deposição de coque nos catalisadores, análises de Oxidação com oxigênio à Temperatura Programada (TPO-O2) foram realizadas após TPSR e testes catalíticos de longa duração. Os perfis de TPSR indicaram que os quatro catalisadores são ativos na RSM; a formação de água, provavelmente por meio da reação RWGS, foi observada para todos, porém com maior intensidade para os catalisadores contendo BaCO3. Os testes catalíticos de longa duração mostraram que o catalisador contendo BaCO3 calcinado a 800 °C apresentou conversões de CH4 e CO2 comparáveis às dos catalisadores sem esse promotor. Além disso, por meio de análises de TPO-O2 após os testes catalíticos de longa duração, observou-se que os catalisadores contendo BaCO3 apresentaram menor quantidade de carbono depositado. Com base nisso, inferiu-se que a adição de BaCO3 a catalisadores Ni/La2O3 pode reduzir a deposição de coque na superfície desses sistemas catalíticos, tornando-os mais resistentes à desativação. In this work, the effects of the addition of barium carbonate to nickel-lanthanum-based (Ni/La2O3) catalysts applied to dry reforming of methane (DRM) were investigated. The catalyst precursors were prepared by the wet impregnation method, with and without addition of 5% BaCO3 by mass of the support. The catalytic precursors were characterized by Thermogravimetric Analysis (TGA), X-Ray Diffraction (XRD) and Temperature-Programmed Reduction with hydrogen (TPR-H2). After reduction of catalytic precursors and activation, the catalysts were also characterized by XRD. Temperature-Programmed Surface Reaction (TPSR) analyzes and long-term catalytic tests (18 h at 700 °C) were used to evaluate catalyst activity, selectivity and stability in DRM. To compare coke deposition in catalysts, Temperature-Programmed Oxidation with oxygen (TPO-O2) analyzes were performed after TPSR and long-term catalytic tests. TPSR profiles indicated that the four catalysts are active in DRM; water formation, probably through the RWGS reaction, was observed for all, but with greater intensity for BaCO3-containing catalysts. Long-term catalytic tests showed that the BaCO3-containing catalyst calcined at 800 °C showed CH4 and CO2 conversions comparable to catalysts without this promoter. In addition, by TPO-O2 analysis after long-term catalytic tests, it was observed that BaCO3-containing catalysts had lower carbon deposition. Based on this, it was inferred that the addition of BaCO3 to Ni/La2O3 catalysts can reduce coke deposition on the surface of these catalytic systems, making them more resistant to deactivation.

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-08-06T18:26:03Z No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-08-19T00:45:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-19T00:45:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ÍCARO VINÍCIUS S. GOMES_ Versão final da dissertação.pdf: 2716191 bytes, checksum: 4c459411d33530190ea68b9fa9b57864 (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste trabalho, foram investigados os efeitos da adição de carbonato de bário (BaCO3) a catalisadores baseados em níquel e lantânio (Ni/La2O3) aplicados na reforma seca do metano (RSM). Os precursores dos catalisadores foram preparados pelo método da impregnação por via úmida, com e sem adição de 5% de BaCO3 em massa ao suporte. Os precursores catalíticos foram caracterizados por Análise Termogravimétrica (ATG), Difração de Raios X (DRX) e Redução com hidrogênio à Temperatura Programada (TPR-H2). Após redução dos precursores catalíticos e ativação, os catalisadores também foram caracterizados por DRX. Análises de Reação Superficial à Temperatura Programada (TPSR) e testes catalíticos de longa duração (18 h a 700°C) foram utilizados para avaliar a atividade, a seletividade e a estabilidade dos catalisadores na RSM. Para avaliar comparativamente a deposição de coque nos catalisadores, análises de Oxidação com oxigênio à Temperatura Programada (TPO-O2) foram realizadas após TPSR e testes catalíticos de longa duração. Os perfis de TPSR indicaram que os quatro catalisadores são ativos na RSM; a formação de água, provavelmente por meio da reação RWGS, foi observada para todos, porém com maior intensidade para os catalisadores contendo BaCO3. Os testes catalíticos de longa duração mostraram que o catalisador contendo BaCO3 calcinado a 800 °C apresentou conversões de CH4 e CO2 comparáveis às dos catalisadores sem esse promotor. Além disso, por meio de análises de TPO-O2 após os testes catalíticos de longa duração, observou-se que os catalisadores contendo BaCO3 apresentaram menor quantidade de carbono depositado. Com base nisso, inferiu-se que a adição de BaCO3 a catalisadores Ni/La2O3 pode reduzir a deposição de coque na superfície desses sistemas catalíticos, tornando-os mais resistentes à desativação. In this work, the effects of the addition of barium carbonate to nickel-lanthanum-based (Ni/La2O3) catalysts applied to dry reforming of methane (DRM) were investigated. The catalyst precursors were prepared by the wet impregnation method, with and without addition of 5% BaCO3 by mass of the support. The catalytic precursors were characterized by Thermogravimetric Analysis (TGA), X-Ray Diffraction (XRD) and Temperature-Programmed Reduction with hydrogen (TPR-H2). After reduction of catalytic precursors and activation, the catalysts were also characterized by XRD. Temperature-Programmed Surface Reaction (TPSR) analyzes and long-term catalytic tests (18 h at 700 °C) were used to evaluate catalyst activity, selectivity and stability in DRM. To compare coke deposition in catalysts, Temperature-Programmed Oxidation with oxygen (TPO-O2) analyzes were performed after TPSR and long-term catalytic tests. TPSR profiles indicated that the four catalysts are active in DRM; water formation, probably through the RWGS reaction, was observed for all, but with greater intensity for BaCO3-containing catalysts. Long-term catalytic tests showed that the BaCO3-containing catalyst calcined at 800 °C showed CH4 and CO2 conversions comparable to catalysts without this promoter. In addition, by TPO-O2 analysis after long-term catalytic tests, it was observed that BaCO3-containing catalysts had lower carbon deposition. Based on this, it was inferred that the addition of BaCO3 to Ni/La2O3 catalysts can reduce coke deposition on the surface of these catalytic systems, making them more resistant to deactivation.

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-08-27T16:07:39Z No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-08-31T21:53:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-31T21:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) Precursores catalíticos do tipo perovskita LaNiO3 não suportados e suportados em SiO2 foram preparados pelo método citrato, impregnação via úmida e como proposta desse trabalho, síntese em etapa única com adição do suporte na rota citrato. Posteriormente, caracterizados por TG, FTIR, DRX, Área específica, MEV, MET, TPR-H2 e avaliados na reforma seca do metano. Resultados de DRX indicaram que a rota citrato foi satisfatória para obtenção da fase perovskita e os difratogramas das amostras reduzidas mostraram a formação do catalisador Ni/La2O3, e para as amostras suportadas Ni/La2O3/SiO2. Verificou-se pelo tamanho médio do cristalito que o suporte promoveu a diminuição da fase metálica. As microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão e os resultados de área superficial e porosidade indicaram que a diferença de síntese entre os materiais suportados gerou diferentes distribuições dos precursores no suporte, bem como, diferentes tamanhos de partícula. Os resultados de TPR – H2 evidenciaram o efeito significativo do método de síntese e da presença do suporte na redução do Ni. Todos os catalisadores estudados foram ativos para a reforma seca do metano com temperaturas de reação inferiores a fase homogênea. Destacou-se ainda, o efeito do suporte na diminuição da energia de ativação dos reagentes, com temperaturas de reação inferiores a amostra não suportada. A amostra sintetizada em etapa única apresentou os melhores resultados de conversão dos reagentes e rendimentos dos produtos, além da razão H2/CO próxima a estequiométrica. Além disso, os resultados de TPO também indicaram a eficiência desse catalisador, em virtude da formação de coque 50 vezes menor quando comparada com a amostra de referência, sugerindo que o método de síntese proposto por esse trabalho possibilitou obter um material com alta homogeneidade e com tamanho de partícula e área superficial, adequados para a atividade catalítica. Unsupported and SiO2 supported Perovskite catalytic precursors were prepared by the citrate method, wet impregnation and as a proposal of this work, single step synthesis with addition of the support in the citrate route. Subsequently, they were characterized by TG, FTIR, XRD, Surface Area, SEM, MET, TPR-H2 and evaluated in dry reform of methane. XRD results indicated that the citrate route was satisfactory to obtain the desired perovskite phase and the diffractograms of the reduced samples showed the Ni/La2O3 catalyst formation, and for the supported Ni/La2O3/SiO2 samples. It was verified by the average size of the crystallite that the support promoted the reduction of the metallic phase. Scanning and transmission electron microscopy and surface area and porosity results indicated that the difference in synthesis between the supported materials generated different distributions of the precursors in the support as well as different particle sizes. The results of TPR –H2 showed the significant effect of the synthesis method and the presence of the support under Ni reduction. All catalysts studied were active for methane dry reforming with reaction temperatures below the homogeneous phase. The effect of the support on reducing the activation energy of the reagents, with reaction temperatures lower than the unsupported sample, was also highlighted. The single-stage synthesized sample showed the best results for reagent conversion and product yields, in addition to the near-stoichiometric H2/CO ratio. In addition, the TPO results also indicated the efficiency of this catalyst, due to the 50 times lower carbon formation compared to the reference sample, suggesting that the synthesis method proposed by this work made it possible to obtain a material with high homogeneity and with particle size and surface area, suitable for catalytic activity.

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-08-27T16:07:39Z No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-08-31T21:53:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-31T21:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TALITA MARIA SILVA DE SOUSA_Versão final de dissertação.pdf: 5792547 bytes, checksum: 330858ab09f7d16341c72355268421fe (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) Precursores catalíticos do tipo perovskita LaNiO3 não suportados e suportados em SiO2 foram preparados pelo método citrato, impregnação via úmida e como proposta desse trabalho, síntese em etapa única com adição do suporte na rota citrato. Posteriormente, caracterizados por TG, FTIR, DRX, Área específica, MEV, MET, TPR-H2 e avaliados na reforma seca do metano. Resultados de DRX indicaram que a rota citrato foi satisfatória para obtenção da fase perovskita e os difratogramas das amostras reduzidas mostraram a formação do catalisador Ni/La2O3, e para as amostras suportadas Ni/La2O3/SiO2. Verificou-se pelo tamanho médio do cristalito que o suporte promoveu a diminuição da fase metálica. As microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão e os resultados de área superficial e porosidade indicaram que a diferença de síntese entre os materiais suportados gerou diferentes distribuições dos precursores no suporte, bem como, diferentes tamanhos de partícula. Os resultados de TPR – H2 evidenciaram o efeito significativo do método de síntese e da presença do suporte na redução do Ni. Todos os catalisadores estudados foram ativos para a reforma seca do metano com temperaturas de reação inferiores a fase homogênea. Destacou-se ainda, o efeito do suporte na diminuição da energia de ativação dos reagentes, com temperaturas de reação inferiores a amostra não suportada. A amostra sintetizada em etapa única apresentou os melhores resultados de conversão dos reagentes e rendimentos dos produtos, além da razão H2/CO próxima a estequiométrica. Além disso, os resultados de TPO também indicaram a eficiência desse catalisador, em virtude da formação de coque 50 vezes menor quando comparada com a amostra de referência, sugerindo que o método de síntese proposto por esse trabalho possibilitou obter um material com alta homogeneidade e com tamanho de partícula e área superficial, adequados para a atividade catalítica. Unsupported and SiO2 supported Perovskite catalytic precursors were prepared by the citrate method, wet impregnation and as a proposal of this work, single step synthesis with addition of the support in the citrate route. Subsequently, they were characterized by TG, FTIR, XRD, Surface Area, SEM, MET, TPR-H2 and evaluated in dry reform of methane. XRD results indicated that the citrate route was satisfactory to obtain the desired perovskite phase and the diffractograms of the reduced samples showed the Ni/La2O3 catalyst formation, and for the supported Ni/La2O3/SiO2 samples. It was verified by the average size of the crystallite that the support promoted the reduction of the metallic phase. Scanning and transmission electron microscopy and surface area and porosity results indicated that the difference in synthesis between the supported materials generated different distributions of the precursors in the support as well as different particle sizes. The results of TPR –H2 showed the significant effect of the synthesis method and the presence of the support under Ni reduction. All catalysts studied were active for methane dry reforming with reaction temperatures below the homogeneous phase. The effect of the support on reducing the activation energy of the reagents, with reaction temperatures lower than the unsupported sample, was also highlighted. The single-stage synthesized sample showed the best results for reagent conversion and product yields, in addition to the near-stoichiometric H2/CO ratio. In addition, the TPO results also indicated the efficiency of this catalyst, due to the 50 times lower carbon formation compared to the reference sample, suggesting that the synthesis method proposed by this work made it possible to obtain a material with high homogeneity and with particle size and surface area, suitable for catalytic activity.

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2022-03-16T12:24:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Ruan Gomes.pdf: 2661940 bytes, checksum: f595052fa560021c88491da5714eb407 (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2022-03-23T14:50:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Ruan Gomes.pdf: 2661940 bytes, checksum: f595052fa560021c88491da5714eb407 (MD5) Made available in DSpace on 2022-03-23T14:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Ruan Gomes.pdf: 2661940 bytes, checksum: f595052fa560021c88491da5714eb407 (MD5) Previous issue date: 2017-09-22 CNPq Neste trabalho uma série de catalisadores Ni/La2O3 foram sintetizados com a finalidade de avaliar a influência do método de síntese bem como a influência do bário nas propriedades catalíticas. Inicialmente, os precursores catalíticos La1-xBaxNiO3 (x = 0,0; 0,05; 0,1 e 0,2) e NiO/La2O3 foram preparados pelos métodos citrato e impregnação por via úmida, respectivamente. Os precursores foram caracterizados através das técnicas TG, DRX, DRX-H2, DRX-CH4/CO2 e TPR-H2. Além disso, foram feitas avaliações catalíticas seguidas de ensaios de TPO para avaliar a deposição de carbono. As análises de DRX indicaram que os métodos de síntese utilizados foram eficientes na obtenção das fases desejadas. No entanto, a presença de bário levou à segregação de BaCO3. Os resultados de difração in situ sob atmosfera redutora indicaram que o mecanismo de redução dos precursores perovskitas ocorre em duas etapas principais. Além disso, após processo de redução, BaCO3 é uma fase presente nos catalisadores constituídos por bário. Sob atmosfera reacional, os resultados de difração indicaram que os catalisadores são sujeitos à oxidação Ni/NiO, porém a presença de bário torna os catalisadores mais resistentes à oxidação. Os resultados de TPR indicaram que a inserção de bário não altera o processo de redução, no entanto a maior temperatura de redução para esses precursores sugere uma interação metal-suporte mais intensa. As análises de TPSR e a avaliação catalítica apontaram que os catalisadores são ativos e seletivos a gás de síntese, sendo que os catalisadores provenientes da estrutura perovskita apresentaram melhor desempenho quando comparados ao catalisador obtido por via úmida. A presença de BaCO3 nos catalisadores constituídos por bário, embora tenha promovido a diminuição da atividade do catalisador, sugeriu uma maior capacidade oxidante das espécies de carbono. Tal proposta foi confirmada através dos ensaios de TPO, sendo os catalisadores que apresentaram desempenho semelhante, La0,9Ba0,1NiO3 e La0,8Ba0,2NiO3, o de maior teor de bário apresentou maior resistência à deposição de carbono. In this work a series of Ni/La2O3 catalysts were synthesized in order to assess the influence of synthesis method as well as the influence of barium on the catalytic properties. Initially, the catalytic precursors La1-xBaxNiO3 (x = 0.0; 0.05; 0.1 and 0.2) and NiO/La2O3 were prepared by the citrate and wet impregnation methods, respectively. The precursors were characterized by the techniques TGA, XRD, XRD-H2, XRD-CH4/CO2 and TPR-H2. Moreover, catalytic evaluation was realized followed by TPO analysis to evaluate carbon deposition. The XRD analysis indicated that the synthesis methods were able in obtain the desirable phases. Nonetheless, the barium presence led to BaCO3 segregation. The in situ diffraction results under reducing atmosphere indicated that the perovskite reduction mechanism occurs in two main steps. Furthermore, after reduction process, BaCO3 is a present phase in barium-based catalysts. Under reaction atmosphere, the diffraction results indicated that the catalysts are susceptible to oxidation Ni/NiO, however the barium presence makes it more resistant. The TPR results showed that barium insertion does not change the reduction process, nonetheless the higher reduction temperature for these precursors suggest a more intense metal-support interaction. The TPSR analysis and catalytic evaluation pointed out that the catalysts were active and selective to synthesis gas, being that the catalysts coming from the perovskite structure showed a better performance when compared to the catalyst synthesized by wet impregnation. The BaCO3 presence on the barium-content catalysts, although led to decreased activity of the catalysts, it suggested a higher carbon species oxidizing capacity. Such proposal was confirmed by TPO analysis, being the catalysts that presented similar performance, La0.9Ba0.1NiO3 and La0.8Ba0.2NiO3, the last one showed the highest resistance to carbon deposition.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Energy is an essential component for a country's development. Since Brazilians’ main energy source is the oil and it has limited reserves, an alternative is needed for a synthesis of fuels throughout other raw materials, such as natural gas, which is abundant in nature and rich in methane. Methane gas is the main precursor for synthesis gas formation, a mixture of CO and H2 that can generates various synthetic compounds such as gasoline, methanol, hydrocarbons and others. This gas mixed with carbon dioxide, which are the two main greenhouse gases, reacts in the presence of a catalyst forming the synthesis gas through the dry reforming. In this context, several studies are being carried out to find a high catalyst conversion, high selectivity for CO and H2, low cost, and mainly resistance to the carbon deposition; which is the main cause of deactivation in this type of catalyst. A family of elements that may contain containing responses to such problems is perovskite oxides showing as a general formula ABO3, which in latter A are the rare earths, alkaline earths or alkaline; and B are the transition metals. In this project they were synthesized with the type of perovskite PrCoO3 with the insertion of the nickel in the structure forming oxides of formula PrCo1-xNixO3. The samples of catalysts were characterized by X-ray diffraction, specific surface area (BET), temperature programed reduction (TPR), X-ray fluorescence (FRX), thermogravimetric analysis (ATG) and thermo differential analysis (DTA). Its catalytic activity was tested in the range of 500 to 800 °C, verifying the results of progressive conversion as the nickel content in the structure increases. The results showed conversions up to 72%, yielding 84,7% for CO and 38, 8% for hydrogen, therefore a ratio of H2 / CO ≈ 1:2. Stability analyzes indicated that the catalysts remained stable, without loss of activity in the time of 8 h. Also it was observed that cobalt assists in the inhibition of carbon formation, minimizing the deactivation. A energia é um componente essencial para o desenvolvimento de um país. Tendo em vista que o petróleo, principal matriz energética mundial, tem suas reservas limitadas, necessita-se de uma alternativa para produzir combustíveis através de outras fontes, como o gás natural e o biogás, abundantes na natureza e ricos em metano. O gás metano é o principal precursor para a formação do gás de síntese, mistura de CO e H2, que pode gerar vários compostos sintéticos como a gasolina, metanol, hidrocarbonetos e outros. Esse gás, juntamente com o dióxido de carbono, os dois principais gases responsáveis pelo agravamento do efeito estufa, reagem na presença de um catalisador formando o gás de síntese através da reação conhecida como reforma seca do metano. Nesse contexto, vários estudos têm sido feitos para se encontrar um catalisador de alta conversão, alta seletividade para CO e H2, baixo custo, e principalmente que resista a deposição de carbono, principal causa de desativação do catalisador nessa reação. E uma família que vem apresentando respostas para esses problemas são os óxidos tipo perovskitas, que apresentam uma fórmula geral ABO3, onde A são terras raras, alcalinos terrosos ou alcalinos e B são metais de transição. Nesse projeto foram sintetizados óxidos tipos perovskitas PrCoO3 com a inserção de níquel nessa estrutura formando óxidos com a seguinte fórmula: PrCo1-xNixO3. As amostras de catalisadores foram caracterizadas por difração de raios X, medidas de área superficial (BET), redução à temperatura programada (TPR), fluorescência de raios X (FRX), análise termogravimétrica (ATG) e análise termo diferencial (ATD). Sua atividade catalítica foi validada em patamares de temperatura variando de 500 à 800°C, verificando resultados de conversão progressivos à medida que aumentava o teor de níquel na estrutura, com conversões de até 72%, e rendimento de 84,7% para CO e 38,8% para hidrogênio, portanto uma razão de H2/CO ≈ 1:2. As análises de estabilidade apontaram que os catalisadores se mantem estáveis, sem perda de atividade no tempo de 8h. Ainda observou-se que o cobalto auxilia na inibição de formação de carbono, minimizando a desativação do material.

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-05-02T17:59:07Z No. of bitstreams: 1 871633.pdf: 1671904 bytes, checksum: f2cb011b1a60a268ec1ef5c6645e1896 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-02T17:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 871633.pdf: 1671904 bytes, checksum: f2cb011b1a60a268ec1ef5c6645e1896 (MD5) Previous issue date: 2016-03 O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito promotor do níquel em catalisadores à base de carbeto de molibdênio na reação de reforma seca do metano, testados na faixa de temperatura de 700 a 850 °C. Diversos óxidos precursores (nanoestruturados ou não) foram sintetizados pelos métodos de co-precipitação, impregnação ao ponto úmido e mistura física de forma a se uma obter a razão molar Ni/Mo igual 0,2. Estes óxidos foram carburados para gerar os catalisadores. Os precursores e catalisadores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), carburação à temperatura programada (TPC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), fisissorção de N2, quimissorção de CO, reação na superfície à temperatura programada (TPSR) e espectroscopia Raman. As avaliações catalíticas mostraram que a morfologia nanoestruturada do β-Mo2C é mais resistente à desativação do que a não nanoestuturada. O método de co-precipitação resultou no catalisador (Ni0,2MoCx) mais ativo e estável, com conversões de CH4 e CO2 em torno de 80 e 90%, respectivamente, assim como uma razão H2/CO de 0,78 durante 20 h de reação a 850 °C, sendo este resultado devido ao maior contato entre as partículas de Ni0 e β-Mo2C obtida nesta amostra. The main objective of this work was to evaluate the promoting effect of nickel in the molybdenum carbide used as catalysts in the dry reforming of methane (DRM), tested in the temperature range of 700-850 °C. Several oxide precursors (nanostructured or not) were synthesized by the methods of coprecipitation (CP), wet impregnation and mechanical mixture in order to achieve the Ni/Mo molar ratio of 0.2. These oxides were carburized to synthetize the catalysts. The precursors and catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), temperature-programmed carburization (TPC), scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), N2 physisorption, CO chemisorption, temperature-programmed surface reaction (TPSR) and Raman spectroscopy. The catalysts evaluations showed that the nanostructured β-Mo2C morphology is more resistant to deactivation than the not nanostructured one. Furthermore, the CP method resulted in the most active and stable catalyst (Ni0,2MoCx), performing conversions of CH4 and CO2 of about 80 and 90%, respectively, as well as a H2/CO ratio of 0,78 during 20 h of reaction at 850 °C, due to the greater contact between the Ni0 and β-Mo2C.

CAPES, CTPetro e CNPq Produção de hidrogênio de elevadas purezas e coprodutos têm sido objeto de desenvolvimentos de tecnologias usando o gás natural como matéria-prima com processamento catalítico como a desidroaromatização (DAM) associada à reforma seca (RSM) em um leito duplo com ocorrência de coprodutos em condições não oxidativas. As produções de hidrogênio previstas objetivam a utilização do monóxido de carbono de efluentes de reformas do gás natural, via reação water gas shift (WGS) e o desenvolvimento de catalisadores avançados de metais preciosos em fases dispersas sobre um suporte. Como objetivo desta pesquisa pode-se citar: i) Desenvolvimento de uma tecnologia usando o gás natural como matéria-prima para produção de hidrogênio de alta pureza, e coprodutos tais como gás de síntese e acetileno como intermediários para formulação de aromáticos, principalmente o benzeno, via desidroaromatização e a reforma seca, em condições não oxidativas, com utilização de reator de leito fixo. ii) Desenvolvimento de novos catalisadores de Pt e Au (formulação e caracterização) e o estudo detalhado dos parâmetros cinéticos, mecanisticos e em diversos suportes e seus efeitos para reação de WGS. Operações de processamento do metano em reator de leito fixo nas condições: 525°C, 550°C, 575°C, 1 atm, 155-180 cm3/min, fração molar Ar :CH4, 0,5:0,5 de metano e argônio para DAM e relação molar Ar :CH4:CO2, 0,57:0,27:0,16 para DAM/RSM. As operações em reator de leito fixo na presença da mistura dos catalisadores (2,60%)Mo-(0,5%)Ru/HZSM e (11,23%)Ni/ -Al2O3, como resultado principal apresentaram uma acentuada produção de acetileno (42,91%) e moderadas produções de hidrogênio e monóxido de carbono (16%-56% H2 e 1,45% CO, 575°C). No processo catalítico de WGS foram estudados catalisadores de platina e ouro em baixas temperaturas (120°C – 300°C) para manter a conversão total de CO nas condições diferenciais abaixo de 10%. O fluxo total de entrada foi mantido constante com uma composição padrão de gás de 6,8% CO, 8,5% CO2, 21,9% H2O e 37,4% H2. A temperatura foi variada numa faixa entre 20° e 30°C, para determinação da energia de ativação aparente. Aplicações de metodologia da cinética de processos catalíticos permitiram estimar valores de baixas energias de ativação (catalisador Pt: 53 kJ/mol – 63 kJ/mol; catalisador Au:11 kJ/mol –95 kJ/mol), os quais confirmaram os bons níveis de atividade dos catalisadores formulados para o processo WGS, com destaque para os catalisadores 2%Pt/TiO2, 2%Au/ZrO2 e 2%Au/TiO2.