Desenvolvimento de catalisador estruturado utilizado em cromatografia gasosa para metanação de óxidos de carbono

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: CHAGAS, Felipe Giovanni Galvão Nascimento das
• Orientador(a): ALMEIDA, Luciano Costa, BARBOSA, Celmy Maria Bezerra Menezes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia química; Dióxido de carbono; Monóxido de carbono; Detecção de ionização de chama; Cromatografia gasosa; Catalisador estruturado; Metanador
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56798

As concentrações de óxidos de carbono são monitoradas em diversos mercados, com destaque para as análises ambientais, agricultura e em plantas industriais. Os cromatógrafos gasosos (CG) permitem quantificações precisas em uma faixa larga de concentração. O aparato conhecido como metanador é largamente usado em cromatógrafos gasosos para quantificar monóxido (CO) e dióxido (CO2) de carbono em baixas concentrações. Devido aos metanadores comerciais de CG, geralmente preenchidos com um catalisador comercial à base de níquel (CAT C), enfrentam limitações operacionais impostas pelas especificações do próprio CG, o presente trabalho propôs uma abordagem inovadora: criar um cartucho catalítico estruturado como alternativa aos metanadores convencionais. Comparando os dois catalisadores sintetizados (chamados de CAT H2O e CAT A) e o CAT C, os resultados revelaram um desempenho notavelmente superior do CAT A, evidenciando sua eficácia catalítica e seletividade para a conversão de óxidos de carbono em metano. Ao avaliar a massa necessária de CAT A para o processo de revestimento por imersão, verificou-se que 100 mg são suficientes para manter conversões e seletividade acima de 90%. A aplicação do catalisador CAT A em espumas metálicas FeCrAlloy de diferentes porosidades – 40 e 60 poros por polegada quadrada (ppi) – demonstrou um revestimento homogêneo, eficiente e altamente reprodutível. Em ensaios catalíticos, a espuma de 60 ppi recoberta com o CAT A exibiu uma atividade superior quando comparado aos outros cartuchos preparados. No estudo de estabilidade de área, para todas as temperaturas, o CAT A apresentou repetibilidades de 4,5% e 1,8% para CO e CO2, respectivamente. O metanador cromatográfico estruturado apresenta vantagens em relação aos modelos convencionais, trazendo facilidade de substituição do leito catalítico pelo operador, redução do tempo de inatividade e proporcionando uma boa estabilidade cromatográfica.