Desenvolvimento de catalisadores a base de níquel com estrutura perovsquita para a utilização na produção de gás de síntese

Nickel-based catalysts with perovskite like structure have shown promising application in several catalytic reactions such as in the partial oxidation of methane to obtain syngas (H2 + CO). However, these properties are potentially influenced by synthesis methods, calcinations conditions (temperatur...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2011
Main Author: Santos, José Carlos dos lattes
Orientador/a: Souza, Anne Michelle Garrido Pedrosa de
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Sergipe
Programa: Pós-Graduação em Química
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://ri.ufs.br/handle/riufs/6156
Resumo Português:Os catalisadores a base de níquel com estrutura perovsquita têm se mostrado promissores na aplicação em diversas reações catalíticas, tal como, oxidação parcial do metano para obtenção de gás de síntese (H2 + CO). No entanto, as propriedades destes são potencialmente influenciadas pelo método de síntese, condições de calcinação (temperatura, tempo e atmosfera) e substituições dos sítios A e/ou B na estrutura. Os efeitos destas variáveis têm sido estudados, com o objetivo de aperfeiçoar o desempenho dos catalisadores na produção de gás de síntese e evitar a desativação destes por deposição de coque. No presente trabalho, catalisadores a base de níquel (LaNiO3) com estrutura perovsquita foram preparados através de três métodos: precursores poliméricos, precursores quelantes e gel proteico modificado. Todas as amostras foram submetidas a um tratamento térmico e, em seguida, calcinadas a 700°C (por 1 h ou 2 h) para obtenção da fase desejada. As perovsquitas do tipo LaNiO3 calcinadas a 700 °C com o menor teor de agentes quelantes foram suportadas em alumina. Os pós obtidos foram caracterizados por difratometria de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, termogravimetria, área superficial específica, microscopia eletrônica de varredura e redução à temperatura programada. Os difratogramas dos pós calcinados a 700 °C mostraram a formação da fase perovsquita em todas as amostras. Nos difratogramas dos materiais suportados foram observados picos característicos da fase perovsquita e do suporte. Os perfis de redução à temperatura programada das amostras apresentaram dois picos de redução com máximos a 368 °C e 482 °C. As amostras calcinadas a 700 °C e suportadas em alumina foram testadas na reação de oxidação parcial do metano, sendo avaliados os respectivos níveis de conversão do metano e seletividade a CO e H2. Dentre os catalisadores estudados, o catalisador LaNiO3 obtido pelo método dos precursores quelantes e suportado em alumina foi o que apresentou maior nível de conversão de metano, na faixa de 50%, e maior seletividade ao H2 (aproximadamente 60%), durante 18 h de reação.
Resumo inglês:Nickel-based catalysts with perovskite like structure have shown promising application in several catalytic reactions such as in the partial oxidation of methane to obtain syngas (H2 + CO). However, these properties are potentially influenced by synthesis methods, calcinations conditions (temperature, time and atmosphere) and substitutions of sites A and/or B in the structure. The effects of these variables have been studied with the aim of improving the performance of catalysts in the production of syngas and to avoid deactivation resulting from coke deposition. In the present study, nickel-based catalysts (LaNiO3) with perovskite like structure were prepared by polymeric precursors, chelating precursors and gel modified proteic methods. All samples were subjected to thermal treatment and then calcined at 700 °C (for 1 or 2 h) to obtain the targed phase. LaNiO3 catalysts calcined at 700 °C with the lowest content of chelating agents were supported on alumina. The resulting ceramic powders were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, specific surface area, scanning electron microscopy and temperature programmed reduction tests. XRD patterns of the powders calcined at 700 °C showed the formation of perovskite phase in all samples. The characteristic peaks of perovskite phase were also found in the samples supported on alumina. Temperature programmed profiles of samples revealed the presence of two peaks with maximum at 368 °C and 482 °C. Calcined samples supported on alumina were used in the partial oxidation of methane to evaluate the level of CH4 conversion and selectivity to H2 and CO. LaNiO3 catalyst obtained through chelating precursor method showed the highest performance of methane conversion in the range of 50% and selectivity (about 60%), for 18 h of time reaction.