Estudo da reação de redução do NO pelo CO em catalisadores modelo de cobre e paládio suportados alumina e ceria-zircônia

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Montani, Samara da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Ceria-zirconia; Palladium; Copper; No reduction by CO; Alumina; N2O; Cério-zircônio; Paládio; Cobre; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12050

Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de catalisadores de cobre e paládio suportados em óxido misto de cério-zircônio (CZ) e em alumina (Al2O3) na reação de redução do NO pelo CO, em ausência de oxigênio. Os suportes puros e impregnados com Cu e Pd foram denominados CZ, CuCZ, PdCZ, Al2O3, Cu/Al2O3 e Pd/Al2O3. Foi utilizada uma γ-alumina comercial enquanto que o CZ foi preparado por coprecipitação. Os metais foram adicionados ao suporte por impregnação sem excesso de solução, no teor de 8% (m/m) para o Cu e 0,5% para o Pd. Os catalisadores gerados foram caracterizados por ICP-OES, fisissorção de N2, DRX, espectroscopia Raman, TGA-DTA e TPR. A avaliação catalítica foi realizada utilizando-se uma mistura de 1%NO e 1%CO em He. As conversões foram acompanhadas ao longo de uma rampa de temperatura, desde a temperatura ambiente até 500°C (curvas de light-off). Além disso, as conversões foram avaliadas em patamares de temperatura a cada 100°C, desde a temperatura ambiente até 500°C. Foi avaliado ainda o efeito de um pré-tratamento redutor na atividade e seletividade dos catalisadores. A caracterização mostrou que a impregnação do metal não causou mudanças significativas na estrutura do suporte, embora tenham sido identificados aglomerados do metal na superfície do catalisador. Os catalisadores suportados em CZ apresentaram maior atividade em temperaturas mais baixas, até 300°C, indicando que as interações dos metais com o suporte influenciam nessa faixa de temperatura. O Cu/CZ formou N2O somente até 250°C, sendo seletivo a N2 a partir desta temperatura.. Quanto ao Cu impregnado em alumina houve queda significativa na conversão comparado ao Cu/CZ. O Pd/CZ formou N2O tanto em baixa quanto em alta temperatura, sendo seletivo a N2 somente a partir de 400°C. Já o Pd/Al2O3 se mostrou menos ativo que o Pd/CZ, com formação de N2O acima de 250°C, sendo seletivo a N2 somente após 450°C. Os testes de conversão em patamares de temperatura indicaram que, para os catalisadores à base de Pd e, em particular para aquele suportado em CZ, ocorre um aumento pronunciado na formação de N2O ao se passar a temperatura de reação de 100 para 200 ºC. Ao se manter esta temperatura de reação, ocorre um lento decréscimo da atividade do catalisador, estabilizando-se num patamar inferior. Este comportamento é a explicação da presença de um máximo intermediário na conversão de NO durante a reação em programação de temperatura. A redução prévia do catalisador promove a atividade dos catalisadores contendo Cu mas afeta pouco os catalisadores de Pd. Propõe-se que a maior formação de N2O nos catalisadores suportados em CZ esteja associada à presença de sítios metálicos com grau de oxidação intermediário, favorecidos pela labilidade dos oxigênios da rede deste suporte