Desenvolvimento de catalisadores bimetálicos de ouro e paládio para uso de ácido fórmico como fonte de hidrogênio

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Rezende, Raíza Rosa Garcia Guerra
• 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: Ácido fórmico; Bimetallic catalysts; Catalisadores bimetálicos; Formic acid; Gold; Hidrogenação; Hydrogenation; Ouro; Paládio; palladium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-04032026-183246/

Catalisadores bimetálicos de ouro paládio tem sido empregados nos estudos da decomposição do ácido fórmico (FAD), preferencialmente, para a desidrogenação (FADH, HCOOH → CO2 + H2). Porém, o monóxido de carbono também pode ser um produto da decomposição do ácido fórmico pela via da desidratação (HCOOH → CO + H2O). O presente trabalho avaliou-se o efeito de diferentes estruturas dos catalisadores bimetálicos de Au e Pd na forma de liga ou paládio-depositado-em-ouro visando modular o caminho da reação para a produção de H2 ou CO. Os mesmos catalisadores foram avaliados frente a utilização direta do hidrogênio proveniente do ácido fórmico em reações de hidrogenação catalítica por transferência (CTH), sendo também avaliados frente a uma hidrogenação convencional usando H2. Ambas as reações CTH e FADH são favorecidas pela formação de aglomerados de paládio na superfície do ouro. Em reações CTH, as ligas não foram ativas e o catalisador do tipo paládiodepositado-em-ouro, Au@Pd50/SiO2, apresentou o melhor desempenho. Em FAD o catalisador com paládio-depositado-em-ouro Au@Pd80/SiO2 foi mais ativo a 150 &#176C, contudo, em temperaturas mais elevadas foi observado um efeito anti-sinérgico possivelmente ocasionado por uma reestruturação do catalisador durante a reação e o envenenamento dos sítios ativos por CO. Em relação a reação de hidrogenação convencional, as ligas sem pré-tratamentos desempenharam melhor atividade, enquanto as ligas calcinadas e os catalisadores com paládiodepositado-em-ouro apresentaram um perfil tipo vulcão, passando por um ótimo de atividade em concentrações intermediárias dos dois metais. Diferentemente das demais reações, o efeito sinérgico foi favorecido pelos sítios de interface Au-Pd. Dessa forma, os estudos desta Tese tornaram evidente o papel relevante da composição e, principalmente, dos arranjos atômicos eda organização entre os metais constituintes de catalisadores bimetálicos frente a atividade catalítica. Esses resultados ressaltam a importância crítica de investigações sistemáticas sobre a dinâmica estrutural de catalisadores bimetálicos, oferecendo contribuições valiosas para o avanço de soluções sustentáveis para os desafios globais dos setores de energia e transporte.