Oxidação Parcial do Metano em catalisadores Rh/Ce-ZrO2

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2008
Autor(a) principal: Oliveira, Raquel Lima lattes
Orientador(a): Passos, Fabio Barboza lattes
Banca de defesa: Carvalho, Carlos Eduardo Martins lattes, Carneiro, José Walkimar de Mesquita lattes, Mattos, Lisiane Veiga lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
Departamento: Química
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
as
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/17101
Resumo: Hydrogen in the main fuel for fuel cells. The lack of hydrogen infrastructure and the problem of dissolved hydrogen storage had stimulated the development of compact fuel reformers, which are able to produce a rich hydrogen gas mixture from fuels such as the hydrocarbons. Due to its abundance and high ratio H: C, methane (CH4) in an ideal hydrogen source. The process of partial oxidation of the methane is one of the known methods for hydrogen production. In this process the fuel reacts with a limited amount of oxygen to produce hydrogen, purification is required later. The partial oxidation can be applied in different types of hydrocarbons, including heavy fuel and solid hydrocarbons. The present work has investigated the catalytic activity of rhodium supported on γ-Al2O3, CeO2, ZrO2 and Ce-ZrO2, with the purpose to evaluate the influence of the support in the activity of these catalysers in the reaction of partial oxidation of the methane. Al physical-chemistry characterization techniques were used as X ray diffraction (XRD), Difuse reflectance spectroscopy ultraviolet-visible (DRS-UV-vis), temperature programmed reduction (TPR), chemissortion, the model reaction of ciclohexane dehydrogenation and temperature programmed surface reaction (TPSR). TPSR allowed to evaluate the mechanism of CH4 conversion. The analysis of the TPR profiles allowed to conclude that the addition of the metal to the Ce-ZrO2 supports promotes the reduction of the solid solution at lower temperatures than the ones verified in the absence of rhodium. The chemisorption analysis, and the TPSR results, showed that the catalytic activity is related to the amount of metallic sites on the surface. Regarding of the activity test, all the catalysts showed an initial induction time, except for 1.5% Rh/Al2O3. After this induction time, the catalysts kept stable during 24 hours of reaction. In general, it was verified that the catalytic activity increases with the dispersion for all the catalysts.
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The present work has investigated the catalytic activity of rhodium supported on γ-Al2O3, CeO2, ZrO2 and Ce-ZrO2, with the purpose to evaluate the influence of the support in the activity of these catalysers in the reaction of partial oxidation of the methane. Al physical-chemistry characterization techniques were used as X ray diffraction (XRD), Difuse reflectance spectroscopy ultraviolet-visible (DRS-UV-vis), temperature programmed reduction (TPR), chemissortion, the model reaction of ciclohexane dehydrogenation and temperature programmed surface reaction (TPSR). TPSR allowed to evaluate the mechanism of CH4 conversion. The analysis of the TPR profiles allowed to conclude that the addition of the metal to the Ce-ZrO2 supports promotes the reduction of the solid solution at lower temperatures than the ones verified in the absence of rhodium. The chemisorption analysis, and the TPSR results, showed that the catalytic activity is related to the amount of metallic sites on the surface. Regarding of the activity test, all the catalysts showed an initial induction time, except for 1.5% Rh/Al2O3. After this induction time, the catalysts kept stable during 24 hours of reaction. In general, it was verified that the catalytic activity increases with the dispersion for all the catalysts.O principal combustível para células a combustível é o hidrogênio. A falta de infraestrutura de hidrogênio e o problema de armazenamento de hidrogênio incentivaram o desenvolvimento de reformadores de combustível compactos, os quais são capazes de produzir um gás rico em hidrogênio a partir de combustíveis como os hidrocarbonetos. Metano (CH4), devido à sua abundância e alta vazão H:C torna-o uma fonte ideal de hidrogênio. O processo de oxidação parcial do metano é um dos métodos mais conhecidos e antigos de produção de hidrogênio. Neste processo o combustível reage com uma quantidade limitada de oxigênio para produzir o hidrogênio, que depois é purificado. A oxidação parcial do metano pode ser aplicada em diferentes tipos de hidrocarbonetos, incluindo combustíveis pesados e hidrocarbonetos sólidos. No presente trabalho foram investigados catalisadores de ródio suportados em γ-Al2O3, CeO2, ZrO2 e Ce-ZrO2, com a finalidade de avaliar a influência do suporte na atividade destes catalisadores na reação de oxidação parcial do metano. Foram utilizadas técnicas de caracterização físico-químicas como difração de raios X (DRX), espectroscopia no ultra-violeta visível com reflectância difusa (DRS), redução à temperatura programada (TPR), quimissorção e a reação modelo de desidrogenação do cicloexano. Foram realizados ainda, experimentos de reação superficial a temperatura programada (TPSR) que permitiram avaliar o mecanismo de conversão do metano. A análise dos perfis de TPR permitiu concluir que a adição do metal aos suportes Ce- ZrO2 promove a redução da solução sólida em temperaturas inferiores às verificadas na ausência do ródio. Os ensaios de quimissorção, em conjunto com os resultados de TPSR, mostraram que a atividade catalítica está diretamente relacionada com a quantidade de sítios metálicos presentes na superfície. Com relação ao teste de atividade, todos os catalisadores apresentaram um tempo de indução inicial, exceto o catalisador 1,5% Rh/Al2O3. Após esse tempo de indução foi verificado que os catalisadores se mantiveram estáveis durante 24 h de reação. E, de modo geral, verificouse que a atividade aumenta com a dispersão para todos os catalisadores.Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológicoapplication/pdfporCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessOxidação parcialMetanoCatalisadorMetano - PropriedadesOxidaçãoasCatalytic converterMethane - PropertiesOxidationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICAOxidação Parcial do Metano em catalisadores Rh/Ce-ZrO2Partial Oxidation of Methane in catalysts Rh/Ce-ZrO2info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPassos, Fabio Barbozahttp://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4784205D6Carvalho, Carlos Eduardo Martinshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782395D8&dataRevisao=nullCarneiro, José Walkimar de Mesquitahttp://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4781147U4Mattos, Lisiane Veigahttp://lattes.cnpq.br/9588738213862295http://lattes.cnpq.br/7950667087182200Oliveira, Raquel LimaPrograma de Pós-graduação em QuímicaQuímicareponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFORIGINALraqueloliveira.pdfapplication/pdf850597https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/17101/1/raqueloliveira.pdf210cb1113fd5b4245bd354d972c326e0MD511/171012026-04-07 13:00:24.884oai:app.uff.br:1/17101Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202026-04-07T16:00:24Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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