Dissertação
Estudo da oxidação parcial do metano a gás de síntese usando catalisadores de platina suportada
Registro en:
NAPOLITANO, Marcos Nogueira. Estudo da oxidação parcial do metano a gás de síntese usando catalisadores de platina suportada. 2005. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2005.
Autor
Napolitano, Marcos Nogueira
Institución
Resumen
Catalysts containing 1.5% (wt) of Pt supported in Nb2O5, LaCoO3, ZrO2,
CeZrO2 e CeZrO2-M mesoporous were prepared and characterized using the following
techniques: temperature programmed reduction (TPR), x-ray diffraction (XRD) and
temperature programmed desorption of CO2 e CO chemisorbed at room temperature
after reduction at 500ºC under H2 flow. The catalysts were analyzed by partial oxidation
and reforming of methane reactions with CO2 and H2O, at same temperature (800ºC),
pression (1 atm) and space velocity (180000 h-1). The results showed that the magnitude
of conversion of methane during partial oxidation reaction decreased in the following
order: Pt/CeZrO2 > Pt/CeZrO2-M > Pt/ZrO2 > Pt/LaCoO3 > Pt/Nb2O5 ≈ 0. Such results
were in accordance with the evolution of existing redox/basic sites and with the balance
between these sites and metallic interfacial sites.
Reducibility of the catalysts follows the same order, except for Pt/LaCoO3,
which was more reducible than Pt/ZrO2.
A triangular scheme of mechanism, where direct and indirect steps of synthesis
gas formation coexist, explains all the existing results, either modifying reactional
condition or changing employed catalyst.
The result of reforming of methane with CO2 and H2O revealed the following
increasing order of activity: Pt/CeZrO2-M > Pt/CeZrO2 > Pt/ZrO2 >>> Pt/LaCoO3,
Pt/Nb2O5 ≈ 0. They are coherent with the bifunctional mechanism, where the balance
between metallic and redox sites was of key importance to obtain synthesis gas in a
ratio H2/CO = 2, as in partial oxidation.
Mestre em Engenharia Química Catalisadores contendo 1,5% em peso de Pt suportados em Nb2O5, LaCoO3,
ZrO2, CeZrO2 e CeZrO2-M mesoporoso foram preparados e caracterizados através das
técnicas de redução a temperatura programada (RTP), difração de raios-x (DRX) e
dessorção à temperatura programada de CO2 e CO quimissorvido a temperatura
ambiente após redução à 500ºC sob fluxo de H2. Os catalisadores foram avaliados nas
reações de oxidação parcial do metano e de reforma deste com CO2 e H2O, à mesma
temperatura (800ºC), pressão (1 atm) e velocidade espacial (180000 h-1). Os resultados
revelaram que a magnitude da conversão do metano para a reação de oxidação parcial
decresceu na seguinte ordem: Pt/CeZrO2 > Pt/CeZrO2-M > Pt/ZrO2 > Pt/LaCoO3 >
Pt/Nb2O5 ≈ 0. Tais resultados foram coerentes com a evolução dos sítios redox/básicos
existentes e com balanço entre estes e os sítios metálicos interfaciais.
A redutibilidade dos catalisadores segue a mesma ordem, exceto para o
catalisador Pt/LaCoO3 que foi mais redutível do que o catalisador Pt/ZrO2.
Um esquema triangular de mecanismo onde coexistem as etapas direta e indireta
de formação de gás de síntese explica todos os resultados existentes, seja modificando
as condições reacionais ou o catalisador empregado.
Os resultados da reforma do metano com CO2 e H2O revelaram a seguinte ordem
decrescente de atividade: Pt/CeZrO2-M > Pt/CeZrO2 > Pt/ZrO2 >>> Pt/LaCoO3,
Pt/Nb2O5 ≈ 0. Estes estão de acordo com o mecanismo bifuncional onde o balanço entre
os sítios metálicos e redox foi de fundamental importância na obtenção de gás de síntese
numa razão H2/CO igual à 2, tal como na oxidação parcial.