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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Efeito da temperatura de calcinação em catalisadores de platina a base de óxidos de cério e zircônio mássicos e suportados em alumina nas reações de oxidação parcial e reforma autotérmica do metano
metadata.dc.creator: Mortola, Vanessa Bongalhardo
metadata.dc.contributor.advisor1: Hori, Carla Eponina
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Noronha, Fabio Bellot
metadata.dc.contributor.referee1: Passos, Fabio Barboza
metadata.dc.contributor.referee2: Assis, Adilson José de
metadata.dc.description.resumo: A busca crescente por novas fontes energéticas, tendo em vista a escassez do petróleo, torna de grande importância o processo de transformação do gás natural em produtos de maior valor agregado. As reações de oxidação parcial e reforma autotérmica do metano, melhoram a composição do gás de síntese, uma vez que a razão molar dos produtos H2/CO, cerca de 2, torna-o apropriado para a reação de transformação através da síntese de Fischer-Tropsch. A utilização de catalisadores que tenham uma alta atividade, seletividade e estabilidade, mesmo quando submetidos a condições adversas, como altas temperaturas, torna-se indispensável. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento de catalisadores de Pt a base de CeO2 e Ce0,5Zr0,5O2 mássicos e suportados em alumina, utilizados nas reações de oxidação parcial e reforma autotérmica do metano, frente a condições de envelhecimento, temperaturas de 1173 K e 1273 K, e comparar com amostras de catalisadores frescos, calcinados a 1073 K. As amostras mássicas foram preparadas por precipitação e os catalisadores suportados, contendo 11 e 14% de CeO2 e CeZrO2, pela técnica de impregnação seca. A Pt foi colocada nas amostras por meio de impregnação seca. Utilizou-se um teor de 1,5% nos catalisadores mássicos e suportados com 14% dos óxidos a base de cério ou cério-zircônio, para as amostras com 11% dos óxidos a base de cério e cério-zircônio o teor impregnado foi de 1,2%. Os catalisadores contendo ZrO2 apresentaram maiores valores de área específica BET, capacidade de armazenar oxigênio (OSC) e dispersão metálica, mostrando-se mais resistentes ao aumento da temperatura de calcinação. Os perfis de redução à temperatura programada (TPR) mostraram-se de acordo com as análises de OSC, apresentando uma maior redutibilidade dos catalisadores a base do óxido misto. Através dos resultados de difração de raios-X (DRX) pode-se afirmar que provavelmente ocorreu a formação da solução sólida entre os óxidos de cério e zircônio e que as amostras contendo zircônio não tiveram um crescimento significante no tamanho de suas partículas com o aumento da temperatura. Nos testes de oxidação parcial do metano das amostras 1,5%Pt/Ce0,5Zr0,5O2, 1,5%Pt/14%Ce0,5Zr0,5O2/Al2O3, 1,2%Pt/11%CeO2/Al2O3 e 1,2%Pt/11%Ce0,5Zr0,5O2/Al2O3 verificou-se que, em geral, as amostras suportadas em alumina foram mais ativas do que as amostras mássicas para todas as temperaturas de calcinação. Alguns catalisadores apresentaram uma pequena desativação depois de 24 horas de reação e um aumento na produção de CO2, especialmente 1,5%Pt/Ce0,5Zr0,5O2 e 1,5%Pt/14%Ce0,5Zr0,5O2/Al2O3 calcinados a temperaturas mais altas. Na reação de reforma autotérmica, os catalisadores de 1,5%Pt/14%Ce0,5Zr0,5O2/Al2O3 apresentaram desempenho superiores quando comparados com as amostras a base de óxido de cério. Isto foi atribuído a melhores propriedades redox das amostras contendo zircônio.
Abstract: The transformation of methane into higher value products became more important in recent years due to the search for new energy sources. The use of partial oxidation and autothermal reforming of methane can give synthesis gas with a H2/CO ratio of 2, that is very adequate for the Fischer-Tropsch synthesis. In order to develop this process, the use of catalysts with high activity, stability and selectivity even when submitted to high temperatures is necessary. The objective of this study was to evaluate the behavior of platinum catalysts impregnated on ceria and ceria-zirconia oxides, both unsupported and supported on alumina for the reaction of partial oxidation and autothermal reforming of methane. The samples prepared at 1073 K were considered fresh and the catalytic and physical properties for these samples as well as the ones calcined at 1173 and 1273 K were investigated. Ceria and ceria-zirconia carriers were prepared by precipitation and ceria and ceria-zirconia supported on alumina containing 11 and 14 wt% of CeO2 or CeZrO2 were obtained by dry impregnation. After this platinum was added by dry impregnation with a loading of 1.5 wt% for unsupported and supported samples containing 14 wt% of ceria or ceria-zirconia oxides. The samples with 11 wt% of ceria based material on alumina were impregnated with 1.2 wt% of platinum. The catalysts containing zirconia showed higher values of BET surface area, oxygen storage capacities (OSC) and metal dispersion than the ones containing only ceria. They also were more resistant to the exposure to higher calcination temperatures. The temperature programmed reduction (TPR) profiles demonstrated a greater reducibility of ceria-zirconia samples which is in agreement with the OSC results. The X-ray diffraction data showed that probably a ceriazirconia solid solution was formed and that the samples containing zirconia were more resistant to the particle growth with the increase of calcination temperature. The catalytic tests during the partial oxidation of methane reaction for 1.5%Pt/Ce0.5Zr0.5O2, 1.2%Pt/11%CeO2/Al2O3, 1.2%Pt/11%Ce0.5Zr0.5O2/Al2O3 and 1.5%Pt/14%Ce0.5Zr0.5O2/Al2O3 showed that, in general, the samples supported on alumina were more active than the samples supported on the ceria based oxide for all calcination temperatures. Some samples presented a slight deactivation after 24 hours of reaction and an increase of formation of CO2, specially 1.5%Pt/Ce0.5Zr0.5O2 and 1.5%Pt/14%Ce0.5Zr0.5O2/Al2O3 calcined at higher temperatures. The autothermal reforming of methane tests showed that 1.5%Pt/14%Ce0.5Zr0.5O2/Al2O3 were more active and stable than 1.5%Pt/14%CeO2/Al2O3 catalysts. This was attributed to better redox properties of these samples.
Keywords: Tecnologia GTL
Gás de síntese
Reforma do metano
Óxidos mistos de cériozircônio
GTL technology
Synthesis gas
Reforming of methane
Ceria mixed oxides
Catalisadores
Catalisadores de platina
Suportes de catalisadores
Metano - Oxidação
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: MORTOLA, Vanessa Bongalhardo. Efeito da temperatura de calcinação em catalisadores de platina a base de óxidos de cério e zircônio mássicos e suportados em alumina nas reações de oxidação parcial e reforma autotérmica do metano. 2006. 137 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15116
Issue Date: 22-Feb-2006
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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