Desenvolvimento de catalisadores de platina suportada em materiais carbonáceos para a reação WGS - Silva, Caio Luis Santos (2018)
Nos últimos anos, devido à necessidade de garantir o suprimento de energia através de tecnologias de conversão de energia mais limpas e mais eficientes, o interesse pela reação de deslocamento de monóxido de carbono com vapor d´água (WGSR, water gas shift reaction) tem aumentado, especialmente devido ao seu papel nas células a combustível. A fim de obter materiais alternativos para essa reação, foram desenvolvidos catalisadores de platina suportada em matrizes carbonáceas funcionalizadas, tais como nanotubos de carbono, carvões ativados e carbono nanoestruturado. As amostras de carvão ativado foram obtidas por meio de ativação química, enquanto o carbono nanoestrururado foi sintetizado pela técnica de moldagem sequencial. Foram empregads nanotubos de carbono comerciais. Esses materiais passaram por etapas de purificação e funcionalização com hidrogênio, dietilamina e ácido acético. A platina foi adicionada aos suportes via impregnação úmida incipiente. Os catalisadores foram avaliados na WGSR a 1 atm e foram determinadas as velocidades de reação, as energias de ativação e as ordens de reação utilizando uma mistura de processo contendo 6,8% CO, 8,5% CO2, 37,0% H2, 22,0 H2O, condição que simula um reformador de uma célula a combustível. Concluiu-se que os métodos de purificação e funcionalização empregados promoveram: (i) a redução da estabilidade térmica dos sólidos; (ii) a eliminação e/ou redução de impurezas; (iii) a incorporação de grupos funcionais superficiais e (iv) a diminuição do grau de cristalinidade e da área superficial específica dos suportes. Estes resultados se devem, principalmente, à criação de defeitos nos materiais em decorrência da inserção dos grupos superficiais e/ou ao colapso parcial/total das estruturas porosas dos sólidos. Todos os catalisadores apresentaram teores de platina próximos aos nominais e foram ativos na reação de WGS. Foi constatado que o tipo do material carbonáceo e as funcionalizações influenciaram a atividade catalítica da platina. Nos catalisadores suportados em nanotubos de carbono, a funcionalização teve uma influência negativa na performance das amostras. Por outro lado, nos carvões ativados e nos carbonos nanoestruturados houve um aumento da atividade catalítica devido aos processos de purificação e funcionalização.