Avaliação de catalisadores de nanotubos de titanato-metálico na conversão de CO2 a CO

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pires, Jéssica Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Escola Politécnica; Brasil; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
• Palavras-chave em Português: Nanotubos de titanato; Cobre; RWGS; Titanate nanostructures; Copper; ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11034

A reação reversa de deslocamento gás-água (RWGS) pode ser utilizada como um estágio essencial da transformação de CO2 em produtos químicos, o que é atraente para a mitigação do CO2. Entretanto, um grande desafio para esse processo é o design racional de catalisadores resistentes e com seletividade desejável em CO. Sendo assim, este trabalho tem por objetivo a síntese de catalisadores de metais suportados em nanoestruturas de titanato (TNT), a fim de avaliar seu desempenho na conversão de CO2 a partir da RWGS. Os TNT foram sintetizados pelo método hidrotérmico e, após impregnados com diferentes percentuais de metal. Os catalisadores obtidos foram testados para RWGS no intervalo de temperatura de 450 a 700 ºC em um reator contínuo de leito fixo. Dentre os metais testados (Cu, Co, Ni e Fe) na reação RWGS, o cobre apresentou melhor desempenho, sendo este utilizado para os demais testes. Após, foi realizada uma avaliação de diferentes velocidades espaciais horárias gasosas (GHSV) 7500, 15000 e 30000 mL h-1 g-1 de catalisador, onde a velocidade de 15000 mL h-1 g-1 de catalisador apresentou o melhor resultado. Novos testes catalíticos foram realizados utilizando catalisadores decorados com diferentes percentuais de Cu e o GHSV de 15000 mL h-1 g-1 de catalisador, foi verificado que 10% de cobre obteve bom percentual de conversão para baixa temperatura (33,6% a 500 ºC). Posteriormente, catalisadores de TNT decorados com 10% de cobre pelos métodos de deposição por impregnação e single atom foram testados, visto a similaridade dos desempenhos catalíticos, ambos foram avaliados quanto a estabilidade térmica, e apresentaram boa estabilidade térmica (550 ºC) no período analisado (≈12 h). O catalisador obtido pelo método de single atom apresentou um ótimo comportamento catalítico com perda menor que 5% de conversão de CO2 no teste de estabilidade. Cabe destacar que foram excelentes as seletividades em CO obtidas para todos os testes realizados neste trabalho, maiores que 90%. Além disso, a aplicação deste conjunto de catalisadores é inédita para RWGS.