Uso de clinoptilolitas e matérias SBA-15 dopados com Cu e Fe na redução catalítica seletiva de inox com NH3 - Alcântara, Amanda Pontes Maia Pires (2016)
As fontes veiculares têm uma participação acentuada na redução da qualidade do ar, principalmente em grandes centros urbanos. As legislações mundiais que versam sobre a poluição atmosférica têm se tornado cada vez mais restritivas, o que suscita o desenvolvimento de metodologias para mitigação de poluentes do ar, sobretudo no setor de transportes. A Redução Catalítica Seletiva de NOx (SCR-NOx) é um dos métodos mais utilizados para o abatimento de NOx oriundo de veículos a Diesel, reduzindo-o em nitrogênio (N2) e água (H2O) na presença de um agente redutor. Nesta reação são utilizados principalmente catalisadores a base de óxidos de vanádio, tungstênio e titânio (V2O5- WO3/TiO2) onde o vanádio é o metal responsável pela atividade catalítica. No entanto, o V2O5 é ativo também para a oxidação do dióxido de enxofre (SO2) a trióxido de enxofre (SO3), além de ser notadamente um material tóxico. Neste contexto o presente trabalho visa a preparação, caracterização e avaliação de clinoptilolita (zeólita natural) e material mesoporoso SBA-15 dopados com metais de transição (cobre e ferro) para a SCR-NOx com NH3. Os catalisadores a base de clinoptilolita (CLIN) foram preparados por troca iônica, enquanto que os catalisadores a base de SBA-15 foram obtidos por síntese hidrotérmica e posterior impregnação úmida dos metais. A caracterização foi realizada pelas técnicas de AA, DRX, BET, FTIR e acidez por piridina. A eficiência da conversão catalítica de óxido nítrico (NO) foi determinada em uma unidade catalítica laboratorial a partir de uma exaustão típica simulada de um veículo a Diesel contendo 1000 ppm de NO, 1000 ppm de NH3 e 2,5% de O2 (vol.). A estabilidade dos catalisadores na presença de SO2 (50 ppm) e H2O (10% vol.) também foi investigada. Os resultados mostram após as impregnações teores de 1,6 a 1,8% de metal (Cu ou Fe) e que esta incorporação praticamente não afeta a estrutura dos catalisadores. Os testes catalíticos mostraram que a matriz do SBA-15 não possui atividade catalítica para a reação SCR-NOx e para os demais materiais foram obtidos conversões de: 81,5% para a CLIN a 500 °C; 84,1% para o Cu-SBA-15 a 250°C; 96,3% para a Cu-CLIN a 350°C; 79,7% para o Fe-SBA-15 a 450°C e 96,5% para o Fe-CLIN a 400°C. Fe-SBA-15 é o catalisador mais estável para reação na presença de SO2 e H2O, no entanto Fe-CLIN parece ser o mais promissor dentre os catalisadores preparados quando consideramos seu apelo comercial e ambiental e sua eficiência catalítica. Palavras-chave: Diesel. SCR-NOx. NH3. SBA-15. Clinoptilolita. Estabilidade