Publicação: Estudo do Catalisador (10%Ni-1%Cu) suportado na oxidação parcial indireta do Etanol
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
No presente trabalho, a reação de oxidação parcial indireta do etanol para produção
de H2 para células combustíveis foi estudada em catalisadores 10%Ni-1%Cu (%mássica)
sobre diferentes suportes (Al2O3, SiO2-50, SiO2-200, Nb2O5 e CeZrO2). Os catalisadores
foram preparados por co-impregnação, partindo de solução aquosa dos respectivos nitratos,
secos e calcinados. As fases óxidas desses catalisadores foram caracterizadas por DRS UVvis,
DRX, RTP e área superficial BET, enquanto análises de DRX dos catalisadores
reduzidos-passivados e TPD-H2 foram utilizadas para identificar as fases e, principalmente,
para calcular a dispersão das fases metálicas presentes. Depois de reduzidos a 600oC (3h) sob
fluxo de H2 puro, os testes catalíticos eram realizados a 400oC usando 10 mg de catalisador e
50 mL/min de uma mistura reacional contendo ar, etanol e água EtOH/O2 = H2O/EtOH = 2.
Os resultados revelaram a presença da fase NiO em todas as amostras calcinadas e uma forte
interação desta com o suporte, formando espécies óxidas de difícil redução, inclusive com a
formação provável de NiAl2O4 e de NiNb2O6 não-estequiométrico. Os perfis de TPD-H2
apresentaram duas regiões de dessorção, a primeira associada ao hidrogênio quimissorvido
em Ni e a segunda atribuída ao H2 armazenado e dessorvido do suporte por spillover, mais
significativos em suportes redutíveis e de alta área superficial. As conversões de etanol
obtidas foram superiores a 70%. Os catalisadores suportados em CeZrO2 e Al2O3
apresentaram maior seletividade a H2, CO e CO2, apesar do primeiro ter sido o menos ativo
para a conversão do etanol. A presença de acetaldeído e eteno indicam que a oxidação parcial
de etanol ao primeiro produto constitui no passo inicial para a produção de H2 e CO2 nas
condições estudadas.
Abstract
In the present work, the reaction of indirect partial oxidation of the ethanol for
production of H2 for fuel cells was studied in catalysts 10%Ni-1%Cu (% mass) on different
supports (Al2O3, SiO2-50, SiO2-200, Nb2O5 and CeZrO2). The catalysts were prepared by coimpregnation,
leaving from aqueous solution of the respective nitrates, dry and calcined. The
oxide phases of those catalysts were characterized by UV-vis DRS, DRX, RTP and superficial
area BET, while analyses of DRX of the reduced-passivaded catalysts and TPD-H2 were used
to identify the phases and, mainly, to calculate the dispersion of the present metallic phases.
After being reduced to 600oC (3h) under flow of pure H2, the catalytic tests were realized to
400oC using 10 mg of catalyst and 50 mL/min of a reactional mixture containing air, ethanol
and water - EtOH/O2 = H2O/EtOH = 2. The results revealed the presence of the phase NiO in
all of the calcined samples and a strong interaction of this with the support, forming oxide
species of difficult reduction, including the probable formation of NiAl2O4 and of nonstoichiometric
NiNb2O6. The profiles of TPD-H2 presented two dessorption areas, the first
associated to the hydrogen quimissorved in Ni and the second attributed to stored H2 and
dessorved from the support by spillover, more significant in reductable supports and of high
superficial area. The conversions of obtained ethanol were superior to 70%. The catalysts
supported in CeZrO2 and Al2O3 showed larger selectivity to H2, CO and CO2, in spite of the
first has shown the least active for the conversion of the ethanol. The acetaldehyde and eteno
presences indicate that the partial oxidation of ethanol to the first product constitute the initial
step for H2 and CO2 production in the studied conditions.
Palavras-chave
Oxidação parcial indireta, Etanol, Ni-Cu, Al2O3, Nb2O5, SiO2, CeZrO2, Indirect partial oxidation, Ethanol, Catálise heterogênea, Cobre - Oxidação, Etanol - Oxidação, Catalisadores de metal
Citação
FURTADO, Andréia Cristina. Estudo do Catalisador (10%Ni-1%Cu) suportado na oxidação parcial indireta do Etanol. 2004. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2004.