Produção hidrocarbonetos leves utilizando catalisadores de Ferro suportados em grafeno via síntese de Fischer-Tropsch.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Garona, Higor Azevedo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Catalisadores de grafeno; Catálise heterogênea; Fischer Tropsch synthesis; Graphene catalysts; Heterogeneous catalysis; Produção de olefinas leves; Production of light olefins; Síntese de Fischer Tropsch
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-10022025-090119/

Nesta trabaldo, investigou-se o desempenho de catalisadores de ferro suportados em alumina, grafeno e sílica na Síntese de Fischer-Tropsch (SFT), com foco na inovação do uso de grafeno como suporte, visando a produção de olefinas leves. As análises estruturais e texturais, incluindo DRX, Raman, MEV, BET e TPR, confirmaram as características distintas de cada material. Os catalisadores suportados em grafeno e alumina apresentaram estruturas cristalinas, enquanto o material à base de sílica foi amorfo, com difícil identificação das fases de ferro. O catalisador à base de grafeno, foco principal deste estudo, foi sintetizado com sucesso, evidenciado por sua estrutura lamelar e picos característicos de DRX. Nos testes catalíticos, o catalisador Fe/Al2O3, referência industrial, apresentou seletividade de 62% para olefinas leves e conversão de CO de 79% em uma razão H2/CO de 2:1. Por outro lado, o catalisador à base de grafeno mostrou-se promissor, atingindo uma conversão de CO de 90% na razão H2/CO de 2:1 e seletividade para olefinas leves de 23% em condições de baixa alimentação de hidrogênio (H2/CO de 1:1). Este desempenho é relevante, considerando o custo elevado do hidrogênio em processos GTL. O catalisador FeK/SiO2, por sua vez, apresentou baixa atividade, com conversão inferior a 10%. Os resultados destacam o potencial do grafeno como suporte inovador para catalisadores de Fe na FT, especialmente em condições de baixa razão H2/CO, contribuindo para a produção sustentável de olefinas leves. Como trabalhos futuros, propõe-se explorar métodos alternativos de preparo e funcionalização do grafeno, bem como investigar novas fases ativas.