Disserta????o
Prepara????o de nanopart??culas met??licas suportadas em ZnO para uso como fotocatalisadores na convers??o de CH4 em produtos de maior valor agregado
Preparation of ZnO-supported metallic nanoparticles for use as photocatalysts in the conversion of CH4 into higher value-added products
Registro en:
10.11606/D.85.2023.tde-12042023-112024
Autor
MACHADO, ARTHUR P.
Resumen
Converter o Metano em produtos qu??micos de maior valor agregado ?? um desafio dada a energia necess??ria para ativar o CH4. Convencionalmente, essa energia ?? fornecida a partir de severas condi????es de temperatura e press??o, promovendo assim quebra da liga????o C-H. No entanto, essas severas condi????es energ??ticas tendem a desfavorecer os processos de convers??o de Metano resultando em produtos indesejados, desativa????o de catalisadores e baixas taxas de rendimento e seletividade. O processo fotocatal??tico ?? uma alternativa para ativa????o do Metano sob temperatura ambiente. A fotocat??lise utiliza a irradia????o de semicondutores com radia????o eletromagn??tica (Luz na faixa do UV-Vis??vel do espectro) para gerar esp??cies reativas que podem promover a forma????o de radicais metila (???CH3). Al??m disso, a deposi????o de nanopart??culas de metais nobres na superf??cie de semicondutores pode aumentar a fotoatividade agindo como co-catalisadores atrav??s de fen??menos como o efeito de resson??ncia plasm??nica de superf??cie localizada e a barreira de Schottky. Neste trabalho s??o apresentados fotocatalisadores sintetizados ?? base de ??xido de Zinco com sua superf??cie modificada pela deposi????o de nanopart??culas met??licas (Prata, Pal??dio, Ouro e Platina) para a convers??o do Metano em hidrocarbonetos de cadeias mais longas. Utilizou-se um sistema com um fluxo constante de Metano borbulhado em uma solu????o aquosa contendo o fotocatalisador disperso. Foram analisados e discutidos os processos de s??ntese e as t??cnicas utilizadas para a caracteriza????o dos materiais preparados, bem como as medidas de fotoatividade para forma????o dos diferentes produtos da rea????o analisados por cromatografia gasosa e espectrometria de massas. Os principais produtos formados foram C2H6 e CO2, al??m de menores quantidades de C2H4 e CO. Dentre os materiais analisados, o melhor desempenho foi observado pelo fotocatalisador composto de Pd(0,5%)/ZnO, atingindo uma taxa de produ????o de C2H6 de 686 ??mol.h-1.g-1 e uma seletividade de C2H6 de 46%. Disserta????o (Mestrado em Tecnologia Nuclear) IPEN/D Instituto de Pesquisas Energ??ticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP