Os efeitos da temperatura de calcinação no catalisador Re/TiO2 na produção de metanol via hidrogenação de CO2 supercrítico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Santos, Vinícius da Costa
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Catálise
Catalysis
CO2 supercritical
CO2 supercrítico
DRX Sincrotron
Hidrogenação
Hydrogenation
Metanol
Methanol
Rênio
Rhenium
Synchrotron XRD
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18032026-125857/
Resumo: A transformação de CO2 em metanol em condições supercríticas oferece uma estratégia convincente para a utilização de carbono, mas alcançar alta seletividade continua a ser um desafio. O rênio suportado em TiO2 surgiu como um catalisador promissor para a hidrogenação de CO2 supercrítico em metanol, mas o seu desempenho é fortemente influenciado por parâmetros de síntese. Aqui, demonstramos que a calcinação do catalisador Re/TiO2 antes da redução tem um efeito importante na sua nanoestrutura e reatividade. A difração de raios-X por sincrotron in situ aplicada ao catalisador Re/TiO2 durante a calcinação em ar sintético, seguida de redução com H2, revelou transições de fase no suporte de TiO2 e modificações estruturais das espécies de rênio, fornecendo insights valiosos para otimizar a produção de metanol. O ajuste da temperatura de calcinação aumentou a seletividade para metanol de 56% para 82% e suprimiu a metanação de 44% para 2% em reações em batelada, e reduziu a seletividade para metano de 22% para 8% em operação contínua em leito fixo. Técnicas de caracterização combinadas, como TEM, TPR-H2, XPS, Raman, e espectroscopias de DRX e DRIFTS in situ, correlacionaram diferentes temperaturas de calcinação com mudanças nos sítios ativos de rênio e nas rotas de reação. Experimentos de hidrogenação de CO identificaram a rota reverse-water-gas-shift (reação reversa de água-gás) como o caminho dominante para a formação de CH3OH, enquanto a formação de metano foi associada a um intermediário de formiato adsorvido. Essas descobertas estabelecem o controle da calcinação como uma alavanca chave para direcionar a seletividade do produto na hidrogenação de CO2 sobre catalisadores de Re/TiO2.
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