Avaliação de catalisadores Ni/Al2O3 modificados com B2O3 e Cobalto na reação de reforma a seco do metano

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Yuri Kauã Rodrigues de Oliveira
Orientador(a): Melo, Dulce Maria de Araújo
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54682
Resumo: A reação de reforma a seco do metano (RSM) é uma rota sintética para a produção de gás de síntese partindo de uma mistura gasosa binaria composta de agravantes do efeito estufa (CH4 e CO2), tal reação tem elevado interesse acadêmico devido à similaridade com a produção de gás de síntese a partir da reforma do biogás que possui os mesmos componentes, com razão variada de CH4 e CO2 e origem renovável, a principal problemática acerca da temática é a rápida desativação dos catalisadores, principalmente pela elevada produção de carbono inorgânico (coque) que encapsula as partículas da fase ativa e comprometem a conversão a longo prazo, nesse aspecto foram planejados, preparados e avaliados 7 catalisadores seguindo o estabelecido pelo design de mistura, dos quais 1 catalisador de níquel (Ni) utilizado como padrão, dois catalisadores de Ni promovidos por trióxido de boro (B2O3), 2 catalisadores bimetálicos em sistemas Ni-Cobalto (Co) e 2 catalisadores bimetálicos promovidos por B2O3, todos suportados em gamma-alumina. o suporte foi sintetizado utilizando o método da combustão assistida por micro-ondas utilizando a ureia como combustível, os metais e o promotor não-metálico foram inseridos por impregnação via umidade insípida passando por um tratamento térmico posterior a 550 ºC por três horas. Os catalisadores foram caracterizados estruturalmente por Difração de Raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia no ultravioleta e visível (UV-Vis), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e espectroscopia de energia dispersiva na região dos raiosX (EDS), a ativação dos catalisadores foi realizada a 700 ºC durante uma hora sob fluxo de hidrogênio (H2), os testes catalíticos foram conduzidos em uma unidade catalítica com reator de leito fixo acoplada a um cromatógrafo gasoso, os materiais foram testados durante 12 horas com uma velocidade espacial foi de 96 L.g-1 .h-1 , o carbono formado foi qualificado por DRX e espectroscopia Raman onde observou-se menor formação de carbono cristalino com grau de desordem de 1,29 para a amostra com maior quantidade de B2O3 e quantificado por análise termogravimétrica (TG) demonstrando que a inserção do B2O3 diminuiu em até 57,7 % a quantidade de carbono produzida. Os resultados indicam elevada estabilidade, melhoria na atividade e diminuição na deposição de coque nos catalisadores com os 3 componentes, a modelagem estatística mostra elevada correlação entre os componentes variados e o desempenho do catalisador, com o boro diminuindo consideravelmente a formação de coque e o cobalto conferindo atividade, bem como estabilidade em termos de sinterização, o modelo preditivo cubico especial proposto, demonstra elevada significância estatística demonstrada pelo teste de Fisher com razão entre Fcalc e Ftab de 41,12.