N2O chemisorption technique for copper dispersion determination was developed and optimized for accurate and reproducible results. With this technique, the bulk oxidation of pre-reduced catalyst can be prevented by N2O decomposition at low temperature (30oC). Only surface copper atoms are oxidized. The amount of freshly oxidized surface coppers is determined from H2-back-titration of fixed oxygen.The impact of temperature and time of exposure during oxidation was studied. Measurements made at higher temperature (60oC) resulted in overestimation of copper dispersion due to oxygen diffusion into the bulk and sub-layers. Much longer exposure time may also have an impact on copper dispersion estimation.For accurate results and good precision, it is recommended to work under mild conditions (isothermal oxidation at 30oC for 45 min.The developed method was successfully applied to fresh and spent catalyst. As expected, the copper dispersion for fresh catalyst was significantly higher than copper dispersion for spent catalyst.

A demanda por combustíveis cada vez menos prejudiciais ao meio ambiente, leva à necessidade de desenvolvimento de processos industriais cada vez mais eficientes. No caso da produção de diesel, há uma crescente preocupação com a emissão de derivados do enxofre após a queima do combustível. Tais derivados são responsáveis, principalmente, pelo surgimento de chuvas ácidas. A tecnologia de retirada de enxofre dos combustíveis fósseis já está bem estabelecida na indústria, através de processos catalíticos conhecidos como hidrotratamento. O aprimoramento destes processos está intimamente ligado ao desenvolvimento de catalisadores cada vez mais eficientes. Visando o desenvolvimento de tais materiais, este trabalho apresenta a síntese de catalisadores Ni-Mo/Al2O3 para hidrodessulfurização no refino de petróleo, preparados a partir do método de síntese conhecido como processo poliol e posteriormente sulfetados in situ. A preparação destes catalisadores demonstrou que tal método de síntese favorece a formação do óxido misto de níquel e molibdênio em duas estruturas cristalinas distintas, ?-NiMoO4 e ?-NiMoO4. Normalmente, a formação destas fases não é muito explorada na literatura de catalisadores para hidrodessulfurização. Outro resultado muito interessante obtido a partir deste trabalho é em relação às propriedades texturais de tais catalisadores. Observa-se que, a partir do processo poliol, poucas alterações em termos de área específica e volume de poros dos catalisadores em relação à alumina adotada como suporte são esperadas. No entanto, testes catalíticos demonstraram que os resultados de conversão em termos de hidrodessulfurização da molécula modelo dibenzotiofeno foram insatisfatórios em comparação a um catalisador comercial. Acredita-se que este comportamento seja proveniente da formação do NiMoO4, que mitiga a ação promotora do níquel na estrutura do óxido de molibdênio. O presente trabalho demonstra a necessidade de maiores estudos em relação à aplicação das duas estruturas de molibdato de níquel frente às reações de hidrodessulfurização. / The demand for less harmful fuels to the environment leads to the necessity of developing more and more efficient industrial processes. In the case of diesel production, there is a growing concern about the emission of sulfur compounds after the fuel has been burned. Such compounds are mainly responsible for the emerging of acid rain. Sulfur removing technology for fossil fuels is already well established in the industry through catalytic processes known as hydrotreatment. The improvement of these processes is closely connected to the development of increasingly efficient catalysts. Aiming for the development of such materials, this study presents the synthesis of Ni-Mo/Al2O3 catalysts for hydrodesulfurization in petroleum refining, prepared from the synthesis method known as the polyol-mediated synthesis and after in situ sulfidation. The preparation of these catalysts has shown that such a synthesis method favors the formation of the mixed oxide of nickel and molybdenum in two distinct crystalline structures, ?-NiMoO4 and ?-NiMoO4. Normally, the formation of these structures is not much explored in the literature of hydrodesulfurization catalysts. Another really interesting result obtained from this work is in relation to the textural properties of such catalysts. It is observed that, from the polyolmediated synthesis, few changes in terms of specific surface area and pore volume of the catalysts in comparison with the alumina adopted as a support are expected. However, catalytic tests have shown that the conversion results in terms of hydrodesulfurization of the dibenzothiophene molecule model were unsatisfactory compared to a commercial catalyst. It is believed that this behavior comes from the formation of NiMoO4, which mitigates the promoting action of nickel in the structure of molybdenum oxide. The present work demonstrates the necessity for further studies regarding the application of the two nickel molybdate structures to the hydrodesulfurization reactions.

In the present study, the behavior of La1-xCexNiO3 (x = 0; 0.05 and 0.10) perovskite-type oxides catalysts was investigated, acting as catalysts, in reactions of dry reforming of methane (DRM) and biogas reforming (BR). The catalysts were synthesized by sol-gel method (or citrate) and by combustion with urea. Later, they were structurally evaluated and studied on the catalytic performance. The synthesized perovskite-type oxides were characterized by X-ray diffraction, nitrogen adsorption temperature programmed reduction and thermal gravimetric analysis. The catalysts showed low values of specific area (< 10 m2 g-1). The LaNiO3 phase present in all the calcined samples was converted into La2O3, Ni0 and La(OH)3 after reduction, keeping the phase CeO2 in the doped samples with cerium. It was observed more evident La(OH)3 phase in the samples synthesized by combustion method. The average crystallite sizes, on the main stage LaNiO3, remained between 13 to 17 nm. La0,90Ce0,10NiO3 synthesized by combustion had the lowest average crystallite size whereas La0, 95Ce0,05NiO3 and La0,90Ce0,10NiO3 synthesized by sol-gel method has the highest value. The sol-gel method produced NiO grains (20-25 nm) smaller than those produced by the combustion method (31 - 38 nm). But for all samples is observed a decrease in average Ni0 grain sizes after reduction. In the samples synthesized by combustion method the mean Ni0 crystallite size were similar (20, 19 and 21 nm), whereas the values increased with Ce addition (13 21 nm) in the samples synthesized by sol-gel method. All samples with 1:9 dilution (catalyst/ inert SiC) were active, stable and resistant to deactivation by coke deposition after 24 h of DRM and BR reactions, but with molar ratio H2/CO < 1. The La0,90Ce0,10NiO3 catalyst synthesized by sol-gel method, with 1:1 dilution (catalyst/ inert SiC) showed the greatest resistance to the carbon formation (1,06 mg Carbon / gcat h). The catalysts synthesized by the combustion method, when 1:9 diluted, showed TOFCH4 values between 13 - 16 in the DRM and between 15 - 19 in BR, with molar ratio H2/CO next 1. The catalysts synthesized by combustion method, with 1:1 dilution (catalyst/inert SiC) were more active (TOFCH4 8 13 h-1) in BR reaction than the catalysts synthesized by sol-gel method (TOFCH4 3 4 h-1). The lower values for the stoichiometric H2/CO <1 indicate favoring the reverse reaction of water-gas shift in catalytic tests, supported by the fact that higher CO2 conversion in all reactions usin catalysts with 1:9 dilution. There was a molar ratio H2/CO increase in the RB, especially when used as the catalyst with 1:1 dilution (catalyst/inert SiC), indicating that reverse water-gas shift reaction is less favored when feed CH4: CO2 = 2 and using a larger amount of catalyst. / No presente trabalho, foi avaliado o comportamento de óxidos do tipo perovskitas La1-xCexNiO3 (x = 0; 0,05 e 0,10), atuando como catalisadores, frente às reações de reforma seca do metano (RSM) e reforma de biogás (RB). Os catalisadores foram sintetizados pelo método sol-gel (ou citrato) e pelo método de combustão com uréia. Posteriormente, foram avaliados estruturalmente e quanto ao seu desempenho catalítico. Os precursores catalíticos foram caracterizados por difração de raios X, medidas de área específica BET, redução a temperatura programada e análise termogravimétrica. Todos os catalisadores apresentaram baixos valores de área específica (< 10 m2 g-1). A fase principal LaNiO3, presente em todas as amostras calcinadas, foi convertida em La2O3, Ni0 e La(OH)3 após redução, sendo observada a fase CeO2 nas amostras dopadas com cério. A presença da fase La(OH)3 foi mais evidente nas amostras sintetizadas pelo método de combustão. Os tamanhos médios de cristalito, referentes à fase principal LaNiO3, se mantiveram entre 13 17 nm. A amostra La0,90Ce0,10NiO3 sintetizada pelo método de combustão apresentou o menor tamanho médio de cristalito enquanto que as amostras La0,95Ce0,05NiO3 e La0,90Ce0,10NiO3 sintetizadas pelo método sol-gel tem o maior valor. O método sol-gel produziu tamanhos médios de cristalito do NiO (20 25 nm) menores do que os produzidos pelo método de combustão (31 38 nm). Porém, para todas as amostras, é observada uma diminuição nos tamanhos médios de cristalito de Ni0 após a redução/passivação. Nas amostras sintetizadas pelo método de combustão os tamanhos médios de cristalito do Ni0 foram semelhantes (20, 19 e 21 nm), enquanto que nas amostras sintetizadas por sol-gel os valores cresceram com a adição de Ce (13 21 nm). Todas as amostras com diluição de 1:9 (catalisador/inerte SiC) foram ativas, estáveis e resistentes à desativação pela deposição de coque após as 24 h das reações RSM e RB, porém com razão molar H2/CO < 1. O catalisador La0,90Ce0,10NiO3 sintetizado pelo método sol-gel, com diluição 1:1 (catalisador/inerte SiC) apresentou a maior resistência à formação de carbono (1,06 mg Carbono / gcat h). Os catalisadores sintetizados pelo método de combustão, quando diluídos 1:9 (catalisador/inerte SiC), apresentaram valores de TOFCH4 entre 13 16 h-1 na RSM e entre 15 - 19 h-1 na RB com razões molares H2/CO próximas de 1. Os catalisadores sintetizados pelo método de combustão com diluição de 1:1 (catalisador/inerte SiC) se mostraram mais ativos (TOFCH4 8 13 h-1) na RB do que os catalisadores sintetizados pelo método sol-gel (TOFCH4 3 4 h-1). Os valores menores que o estequiométrico para H2/CO < 1 indicam o favorecimento da reação reversa de deslocamento gás-água nos testes catalíticos, fato suportado pela maior conversão de CO2 em todas as reações utilizando catalisadores com diluição 1:9. Na condição de RB houve um aumento da razão molar H2/CO, especialmente quando forma utilizados os catalisadores com diluição 1:1 (catalisador/inerte SiC), indicando que reação reversa de deslocamento gás-água é menos favorecida quando a razão de alimentação é de CH4:CO2 = 2 e utilizando uma maior quantidade de catalisador. / Mestre em Engenharia Química