60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A redução das reservas de combustíveis fósseis e o impacto do seu uso ao meio ambiente têm desafiado o meio científico no tocante ao desenvolvimento de tecnologias mais limpas e eficientes para a geração de energia. Neste cenário, a produção de hidrogênio via reação de reforma a vapor do etanol se destaca. No entanto, o processo depende, dentre outros fatores como do desenvolvimento de catalisadores ativos e seletivos à reação. Trabalhos recentes relatam o emprego, com relativo sucesso, de catalisadores à base de Cu, Pd e Ru suportados em diferentes óxidos metálicos na reação de reforma sob as mais variadas condições experimentais. Desta forma, este trabalho teve por objetivo a síntese e a caracterização desses catalisadores por meio de várias técnicas, para sua utilização na reforma de etanol com vapor de água em unidade de bancada.

METODOLOGIA:

Preparação dos catalisadores Os catalisadores 5%Cu/Nb₂O₅ (CN), (1%)Pd-Cu/Nb₂O₅ (PCN) e (1%)Ru-Cu/Nb₂O₅(RCN) foram preparados utilizando-se o método da impregnação simultânea com excesso de solvente, no caso dos catalisadores bimetálicos. Pentóxido de nióbio (N) foi obtido a partir do ácido nióbico (HY-340) fornecido pela CBMM após lavagem com H₂O deionizada seguida de secagem a 90°C/72 h e calcinação a 500°C/5h em mufla. Os precursores catalíticos foram submetidos a pressão reduzida no sistema evaporador rotatório à temperatura de 55°C. Após a secagem em estufa a 90°C/24h, os precursores foram aglomerados em prensa hidráulica a 1,47 Kgf/cm²por 2 min para depois calcinar em mufla a 500°C/5h. Os catalisadores foram granulados segundo Trimm, com uma distribuição entre 0,4 e 0,8 mm. Caracterização dos catalisadores Os catalisadores foram caracterizados por: Análise Textural por isoterma de adsorção de N₂em equipamento Quanta Chrome, modelo Nova-1200, Difração de Raios X, DRX em equipamento Shimadzu modelo XRD 6000, Redução à Temperatura Programada, RTP em equipamento caseiro, e TG/DTA em equipamento NETZSCH, modelo STA 409C.

RESULTADOS:

Nota-se pela análise textural por isotermas de adsorção/dessorção de N₂uma mudança acentuada nas características texturais do HY-340 após calcinação dos catalisadores, que apresentou característica de sólido mesoporoso, com histerese característica. Após calcinação a mesma desaparece. Isto ocorre devido à mudança de fase ocorrida durante o processo de obtenção destes, confirmada nas análises de TG/ATD e de DRX. Verifica-se diminuição da área superficial especifica dos catalisadores, a qual é decorrente do tratamento realizado. Resultados de RTP mostraram que os catalisadores apresentam redução do Nb₂O₅ em torno de 800^oC. O catalisador Cu/Nb₂O₅apresenta redução de cobre em uma única etapa, a introdução do Pd diminuiu a temperatura de redução do Cu e a introdução do Ru não modifica a temperatura de máximo de redução, com os dois metais reduzindo-se simultaneamente. Pelos perfis de DRX, observar-se que a amostra de HY-340 apresentou-se amorfo. Por sua vez, a amostra de Nb₂O₅e amostras dos catalisadores apresentaram picos de difração característicos da fase cristalina hexagonal do pentóxido de nióbio. Não foi observada a cristalinidade da fase ativa.

CONCLUSÕES:

O método de preparo levou a catalisadores com boa dispersão dos óxidos impregnados, verificado pela presença de picos de difração referente apenas ao nióbio, indicando a presença de partículas pequenas. A presença dos promotores (Pd e Ru) facilita a redução do CuO e modifica o comportamento catalítico do catalisador CN. O processo de síntese provocou modificações texturais com uma significativa diminuição da área BET.

Instituição de fomento: CNPq, bolsa de IC à Talita Fernandes da Silva.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: produção de hidrogênio, preparação-caracterização do catalisador, catalisador de Cu/Nb₂O₅

E-mail para contato: talita_eq04@hotmail.com