Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-19T19:41:33Z No. of bitstreams: 1 DissBGS.pdf: 2899470 bytes, checksum: a3a468cd5c6b79bbc4f8adf4720788bd (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T14:03:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBGS.pdf: 2899470 bytes, checksum: a3a468cd5c6b79bbc4f8adf4720788bd (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T14:03:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBGS.pdf: 2899470 bytes, checksum: a3a468cd5c6b79bbc4f8adf4720788bd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T14:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBGS.pdf: 2899470 bytes, checksum: a3a468cd5c6b79bbc4f8adf4720788bd (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The increasing use of fossil fuels in combustion enginees and power generation plants has caused a large increase in the emission of sulfur oxides, nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide into the atmosphere which creates serious environmental problems. Catalytic processes are used in the abatement of NOx and a promising alternative is the reduction of NOx using CO as reducing agent on catalysts containing supported transition metal oxides. Taking this into account, the aim of this study was to prepare catalysts based on Fe2O3, NiO or Fe2O3-NiO supported on ceria-zirconia (molar ratios Ce:Zr equal to 1:1 and 1:4), incorporating the metal precursor salt in the sun of the support (in situ addition). The results of XRD data, Rietveld refinement and TEM indicated the formation of a solid solution CeO2-ZrO2 with cubic structure fluorite type; furthermore, it was not observed diffraction peaks of intense X-ray of Fe or Ni oxide as a consequence of a proper distribution of these oxides in the supports. The addition of Fe2O3 and/or NiO led to a decrease of the average crystallite size, causing an increase in SBET of the catalysts compared to the pure support. N2 physisorption measurements showed that the catalysts showed significant mesoporosity, which was attributed to the addition of Tween 80 during the sol-gel preparation, moreover, RTPH2 results confirm that the Fe2O3 reduction occurs at lower temperatures in the presence NiO. In addition, the catalysts showed satisfactory performance in the reduction of NO to N2 with CO, suggesting that the sol-gel method is adequate in their preparation. Furthermore, the catalyst 0,90Fe - 1Ce:1Zr reached the highest values of CO conversion to CO2 and NO to N2 at lower temperatures. The Fe2O3 catalysts were more selective to N2 formation compared to those containing NiO. In conclusion, the conversion NO to N2 was significantly affected when in contact with O2 and H2O interferences; however, this conversion did not change significantly in the presence of SO2. The catalysts showed a more significant reduction in conversion of NO to N2 when evaluated in the simultaneous presence of O2, SO2 and H2O. / O crescente uso de combustíveis fósseis em motores de combustão e usinas de geração de energia vem causando um grande aumento na emissão de óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio (NOx) e monóxido de carbono na atmosfera, o que gera sérios problemas ambientais. No abatimento de NOx, em particular, utiliza-se processos catalíticos e uma alternativa promissora é a redução dos NOx utilizando CO como agente redutor sobre catalisadores à base de óxidos de metais de transição suportados. Nessa direção, a pesquisa teve por objetivo preparar catalisadores à base de Fe2O3, NiO ou Fe2O3-NiO suportados em céria-zircônia (proporções molares entre Ce e Zr iguais a 1:1 e 1:4), incorporando o sal precursor do metal no sol do suporte (adição in situ). Dados de DRX e MET indicaram a formação de uma solução sólida CeO2-ZrO2 com estrutura cúbica tipo fluorita, não se observando picos de difração de raios X intensos dos óxidos de Fe ou Ni, o que foi interpretado como uma consequência de uma adequada distribuição desses óxidos nos suportes. Os resultados do refinamento de Rietveld confirmaram os dados de DRX, indicando uma composição mássica baixa para os óxidos de Fe e/ou Ni. A adição de Fe2O3 e/ou NiO levou à uma diminuição do tamanho médio de cristalitos, causando um aumento na SBET dos catalisadores em relação ao suporte puro. Medidas de fisissorção de N2 mostraram que os catalisadores apresentaram mesoporosidade considerável, que foi atribuída à adição de Tween 80 durante a preparação sol-gel, além do mais, resultados de RTP-H2 corroboraram que a redução de Fe2O3 ocorre em temperaturas menores quando na presença de NiO. Os catalisadores apresentaram comportamento satisfatório na redução de NO a N2 com CO, indicando que o método sol-gel se mostrou adequado na sua preparação, sendo o sólido 0,90Fe - 1Ce:1Zr o que atingiu maiores valores de conversão de CO a CO2 e de NO a N2 em menores temperaturas. Em comparação aos catalisadores de NiO, os de Fe2O3 foram mais seletivos à formação de N2. Quando em contato com os interferentes O2 e H2O, a conversão NO a N2 foi consideravelmente afetada e na presença de SO2, essa conversão não se alterou significativamente. Quando avaliados na presença simultânea de O2, SO2 e H2O, os catalisadores apresentaram quedas de conversão de NO a N2 mais consideráveis.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4381.pdf: 2748711 bytes, checksum: 4ba9831d0665b24b6f48f775d30927d2 (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Universidade Federal de Minas Gerais / The minimization of the emissions of nitrogen oxides (NOx) is a subject of crucial interest, since them cause serious environmental problems which affect human health, vegetation and fauna. With the purpose to abate NOx, processes involving their catalytic reduction show strong potential. In the case of the reduction of NO with CO a meaningful advantage arises, once both pollutants are removed simultaneously. In order to obtain efficient and stable catalysts for this reaction, many studies have been done with the aim to improve the catalytic activity by achieving a better favorable metal-support interaction to the occurrence of the reaction and a better distribution of the active phases on the support. In this context, the objective of this study was to prepare Cu, Fe and Co based catalysts supported on TiO2, CeO2 and ZrO2 to be applied in the abatement of NO with CO. The addition of the precursors of the active phases was made during the synthesis of the support via the sol-gel method (in situ addition). Furthermore, catalysts with the same composition were prepared by conventional methods. Results from the N2 adsorption/desorption measurements show that the sol-gel method was efficient to prepare supports with improved textural properties. H2-TPR and UVVIS-DRS data evidenced the presence of Cu, Fe or Co oxides in the respective catalysts, which mostly did not show characteristic X-ray diffraction peaks of those oxide phases, suggesting their high dispersion on the supports. In general, results of the reduction of NO to N2 with CO revealed that the catalysts prepared via sol-gel are as active as those prepared by conventional routes, which demonstrate the great potential of the catalysts preparation via the sol-gel in situ procedure, which diminishes the number of the synthesis steps saving time and energy. In general, among the studied supports, ceria presented a more favorable metal-support interaction. In the presence of O2, SO2 and water steam, catalysts 6,5Cu/CeP, 5,5CuZrSG and 8,4Fe/TiC showed no significant changes in their activity and selectivity, indicating that they present high stability to be used under the severe conditions of real processes. / A minimização das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) é assunto de interesse crucial, pois geram graves problemas ambientais que afetam à saúde humana, à flora e à fauna. Para abater os NOx, processos envolvendo à sua redução catalítica apresentam forte potencial. No caso da redução catalítica de NO com CO, tem-se a vantagem adicional de minimizar as emissões de ambos poluentes. Para a obtenção de catalisadores eficientes e estáveis para essa reação, muitos estudos têm sido desenvolvidos no sentido de aumentar a atividade por meio de uma interação metalsuporte mais favorável ao processo reativo e de se conseguir uma melhor distribuição da fase ativa no suporte. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi preparar catalisadores para a redução de NO com CO à base de óxido de Cu, Fe ou Co, suportados em TiO2, CeO2 ou ZrO2, com a adição do precursor da fase ativa durante a preparação do suporte via processo sol-gel (adição in situ). Além disso, catalisadores de mesma composição foram preparados por rotas convencionais. Resultados de medidas de adsorção/dessorção de N2 dos suportes mostram que o método sol-gel utilizado é mais eficiente no preparo de suportes com propriedades texturais melhoradas. Análises de RTP-H2 e ERD-UVVIS evidenciaram a presença dos óxidos de Cu, Fe ou Co em todos os catalisadores, os quais, em sua maioria, não apresentaram picos de difração de raios X característicos dessas fases, o que sugeriu sua alta dispersão no suporte. Em geral, os resultados da redução de NO a N2 com CO mostraram que os catalisadores preparados pelo método sol-gel in situ são tão ativos quanto os catalisadores preparados por métodos convencionais, o que demonstra o forte potencial desse procedimento, que resulta no uso de um número menor de etapas na preparação do catalisador, com a consequente economia de tempo e energia. De maneira geral, dentre os suportes estudados a céria mostrou uma relação metal-suporte mais favorável ao processo de óxidoredução. Os catalisadores 6,5Cu/CeP, 5,5Cu-ZrSG e 8,4Fe/TiC, na presença de O2, SO2 e vapor de água não apresentaram alteração significativa da sua atividade e seletividade, mostrando uma alta estabilidade para atuar sob as drásticas condições dos processos reais.