Utilização de extração com CO2 supercrítico e de lixiviação assistida por ultra-som para a regeneração de catalisadores automotivos - Pimentel, Hélio Oliveira (2007)
Esta tese é uma contribuição na perspectiva de melhoramento da tecnologia para o tratamento catalítico dos gases de emissão automotiva, reconhecidos como poluentes ambientais. Os catalisadores ou conversores automotivos (Three-Way Catalysts, TWC) são uma tecnologia bem estabelecida para o abatimento de gases poluentes emitidos pelos veículos, mas esses sistemas desativam sob condições severas às quais estão submetidas. As causas de desativação reconhecidas para o TWC são: a exposição às altas temperaturas durante a operação do motor, que causam danos ao washcoat e sinterização dos sítios ativos, bem como o depósito de fases inativas como fosfatos, sulfatos e compostos carbonáceos, além de outros venenos provenientes dos aditivos da gasolina e óleos lubrificantes. Muitos esforços têm sido destinados à regeneração da atividade catalítica, aumentando a durabilidade do TWC, por razões econômicas e ambientais. A remoção de fases inativas, venenos e a redispersão das espécies ativas sinterizadas são algumas das estratégias investigadas na literatura. Neste trabalho, amostras de conversores envelhecidos num táxi, na condição real de tráfego em Salvador-Bahia-Brasil, foram caracterizadas por MEV, FRX, DRX, TG, XPS, TPR e análises texturais, bem como por testes de avaliação catalítica na redução de NO com CO, empregada como reação modelo. Dois procedimentos de regeneração foram investigados: i) lixiviação assistida por ultra-som (LUS), utilizando solventes e soluções diluídas de ácidos; e ii) tratamento com fluido supercrítico de CO2 (FSC), usando metanol como agente modificador. Como a eficiência da extração com CO2 supercrítico depende de vários parâmetros, tais como temperatura, pressão e solventes modificadores, o estudo foi realizado usando um planejamento fatorial 2k (k = 3). Ambos os procedimentos mostraram-se promissores levando a recuperação da atividade catalítica. O ácido clorídrico diluído mostrou-se o meio mais adequado para a lixiviação assistida por ultra-som, removendo venenos e fases inativas, bem como causando redistribuição das fases ativas de metais nobres. O tratamento com FSC também é eficiente, mas as condições operacionais precisam ser bem controladas de modo a evitar danos estruturais ao washcoat. As modificações texturais observadas, redispersão das fases ativas, remoção de fases inativas e venenos, na condição de 100ºC, 1500 psi e 10% de metanol, favoreceram a recuperação da atividade catalítica.