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Conversão de biogás em gás de síntese via reações de reforma do metano com CO2 e a vapor sobre catalisadores de Ni-Y-Al / Biogas conversion to synthesis gas via methane reforming reactions with CO2 and steam on Ni-Y-Al catalystsOrlando Lima de Sousa Ferreira 19 May 2010 (has links)
Devido a crescente busca por fontes de energia que utilizem combustíveis renováveis, a utilização do biogás (mistura de gases produzida durante a digestão de matéria orgânica) proveniente do tratamento anaeróbio de águas residuárias e esgotos, surge como um processo promissor para a produção de gás de síntese (mistura de H2 e CO), contribuindo para a geração de produtos de maior valor agregado e para o aproveitamento de rejeitos industriais e domésticos. O biogás normalmente é composto de 60-65% de CH4 e 30-35% de CO2 e, de acordo com a composição do biogás, pode-se combinar processos de reforma do metano com CO2 e reforma a vapor do metano de modo a maximizar o consumo do CH4 excedente presente no biogás, para a geração de gás síntese. Catalisadores baratos e eficientes devem ser desenvolvidos para estas aplicações. Este trabalho tem como objetivo o estudo das melhores combinações destas reações em função da composição de alimentação do reator, aliado ao desenvolvimento de catalisadores de níquel, ítrio e alumínio, buscando minimizar a deposição de carbono, que é o principal problema encontrado nestes processos. Os catalisadores foram preparados pela técnica de coprecipitação de óxido de ítrio e alumínio, no qual se impregnou o óxido de níquel. Os catalisadores foram caracterizados por diversas técnicas: EDX, método B.E.T., DRX, RTP, XAS, além dos ensaios catalíticos para as reações de reforma do metano: com CO2, a vapor e oxidativa. Os resultados mostraram que é possível a preparação de catalisadores de níquel suportado em mistura de Y2O3-Al2O3, e que eles são ativos para as reações de reforma do metano. / Due to the considerable growth in the demand for energy sources that use renewable fuels, the use of biogas (a mixture of gases produced during digestion of organic matter) from the anaerobic treatment of wastewater and sewage, appears as a promising process for the production of synthesis gas (mixture of H2 and CO), contributing to the generation of products with higher value and the use of industrial wastes and domestic. Biogas is typically composed of 60-65% of CH4 and 30-35% of CO2 and, according to the composition of biogas, it can combine the reform processes of methane with CO2 and steam reforming of methane to maximize the consumption of CH4 excess present in the biogas to the production of the synthesis gas. Cheap and efficient catalysts must be developed for these applications. This paper aims to study the best combinations of these reactions depending on the feed composition of the reactor, coupled with the development of catalysts of nickel, yttrium and aluminum in order to minimize the carbon deposition, which is the main problem in these processes. The catalysts were prepared by the technique of co-precipitation of yttrium oxide and aluminum, which is impregnated nickel oxide. The catalysts were characterized by different techniques: EDX, BET method, XRD, TPR, XAS, and catalytic tests for methane reforming reactions: CO2, steam and oxidative. The results showed that it is possible to prepare nickel catalysts supported on mixed Y2O3-Al2O3, and they are active for the methane reactions.
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Desenvolvimento e caracterização de catalisadores de níquel suportados em matrizes CeO2-ZrO2-Al2O3, CeO2-La2O3-Al2O3 e ZrO2-La2O3-Al2O3 avaliados para as reações de reforma do metano / Development and characterization of nickel catalysts supported on CeO2-ZrO2-Al2O3, CeO2-La2O3-Al2O3 and ZrO2-La2O3-Al2O3 evaluated for the reactions of methane reformingAmanda Jordão de Abreu 17 April 2012 (has links)
A reforma do metano é um processo de grande interesse industrial para a produção de hidrogênio e de gás de síntese. Entre as reações de reforma do metano, destacam-se as reações de reforma a vapor e a reação com dióxido de carbono. O catalisador comumente utilizado nos processos e Ni/Al2O3. Porém, durante este processo, ocorre uma indesejada formação de depósitos carbonáceos na superfície do catalisador, os quais levam a sua destruição mecânica e, consequentemente, sua desativação. Por isso, uma das propriedades mais importantes de um bom catalisador para as reações de reforma do metano é a sua resistência a desativação. Entre as propostas para melhorar o desempenho do catalisador encontra-se a incorporação do óxido de cério junto ao suporte alumina. Catalisadores Ni/Al2O3 incorporados em soluções sólidas formadas por CeO2-ZrO2, ZrO2-La2O3 e CeO2-La2O3 foram preparados, caracterizados e submetidos a ensaios catalíticos nas reações de reforma a vapor e com dióxido de carbono e oxidação parcial do metano com objetivo de avaliar o efeito da adição da solução sólida ao suporte. Os suportes foram preparados pelo método da co-precipitação e os catalisadores foram obtidos pelo método de impregnação e calcinados a 500°C. Estes compostos foram caracterizados por Fisissorção de Nitrogênio, Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia dispersiva de raios X (EDX), espectroscopia de na região do ultra violeta e do visível (UV-vis-NIR), Redução à Temperatura Programada (RTP), Espectrocopia RAMAN, Espectroscopia fotoeletrônica de Raios X (XPS), Espectroscopia de absorção de Raios X (XAS) e Análise termogravimétrica. Os ensaios catalíticos mostraram que a adição de solução sólida melhorou o desempenho do catalisador Ni/Al2O3 e, dentre todos os catalisadores avaliados, os melhores desempenhos obtidos foram com os catalisadores suportados em Ni/CeO2-La2O3-Al2O3. / Nowadays, the methane reforming is large interest industrial for the take advantage of these gas in production the hydrogen and synthesis gas (syngas). Among in the reactions of methane stand of the reactions steam reforming and carbon dioxide reforming of methane. The main catalysts uses in the methane reforming is Ni/Al2O3. However, the supported-nickel catalyst is susceptible to the deactivation or the destruction by coke deposition. The carbon dissolves in the nickel crystallite and its diffuses through the nickel, leading for formation of the carbon whiskers, which results in fragmentation of the catalyst. Modification of such catalysts, like incorporation of suitable promoters, is desirable to achieve reduction of the methane hydrogenolysis and/or promotion of the carbon gasification. Catalysts 5% Ni/Al2O3 supported on solid solutions formed by ZrO2-CeO2, La2O3 and CeO2-ZrO2-La2O3 were prepared, characterized and evalueted in reactions steam and carbon dioxide refoming and partial oxidation of methane with objetive the value effect loading solution solid in support. The supports were prepared by co-precipitation method and catalysts were prepared by impregnation method and calcined at 500°C. The supports and catalysts were characterized by Nitrogen Adsorption, method -rays diffraction (XRD), X-rays dispersive spectroscopy (XDS), spectroscopy in the region of the ultraviolet and the visible (UV-vis NIR) to and temperature programmed reduction (TPR), RAMAN Spectrocopy, X-ray absorption spectroscopy and Termogravimetric Analysis. After all the catalytic reactions check which the addition of solid solution is beneficial for Ni/Al2O3 catalysts and the best catalysts are Ni/CeO2-La2O3-Al2O3.
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Desenvolvimento de sistemas catalíticos microestruturados para avaliação da reforma seca do gás naturalSOUZA, Aleksándros El Áurens Meira de 31 January 2013 (has links)
Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T14:11:27Z
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Previous issue date: 2013 / Despontando como nova, mas não necessariamente recente, a tecnologia da miniaturização
chega também aos processos químicos. Assim, este trabalho guiou-se com o objetivo de
avaliar esta tecnologia no que concerne à concepção e emprego de microssistemas, em
especial os microrreatores, desenvolvidos para processos catalíticos, com o intuito de
intensificação desses processos, consideradas condições de maior segurança e superação de
limites difusionais e térmicos. Foram preparados microrreatores do tipo monólitos em aço
Fecralloy®, de 18 mm de diâmetro e 3 cm de comprimento, cada um com canais sinusoidais
de 500 μm, tendo sido recobertos por catalisadores específicos para a reforma seca do metano,
sendo um de níquel-alumina e outro de níquel/céria-alumina, com massa de fase ativa
correspondente a 5,0% em massa (de níquel metálico). Uma vez preparados, os referidos
catalisadores foram caracterizados e avaliados quanto ao seu desempenho, em termos de
atividade catalítica, frente ao processo químico eleito. A escolha dos catalisadores se deu
considerando-se o uso comercial do catalisador de níquel suportado em alumina para as
reformas do gás natural, com vistas à obtenção de gás de síntese (syngas) e de hidrogênio,
bem como à possibilidade de melhoria de seu desempenho com a dopagem de seu suporte
(gama-alumina) com céria (CeO2). Os monólitos recobertos com os catalisadores também
foram caracterizados, avaliando-se alguns fatores, dentre os quais sua resistência mecânica,
para serem submetidos também a avaliações através da reforma seca do metano e, ao final,
serem comparados, em termos de atividade catalítica, conversões, rendimentos e
seletividades, com os desempenhos dos catalisadores puros. Os procedimentos de preparação
dos catalisadores e monólitos foram realizados em parceria com a Universidad del País Vasco
(Espanha), seguindo técnicas já consolidadas pelos seus pesquisadores, e os processos
reativos foram levados a efeito no Laboratório de Processos Catalíticos da UFPE. Os
procedimentos de formulação e preparação dos catalisadores e monólitos se mostraram
eficazes, tendo sido obtidos resultados bastante significativos em termos dos parâmetros
avaliados. Conversões de 96% para o metano foram alcançadas com ambos os catalisadores
puros. Porém, com os sistemas microestruturados, alcançou-se 97% de conversão para o
catalisador de níquel/alumina e próximo dos 100% para o catalisador de níquel/céria-alumina,
em tempos espaciais maiores e a temperaturas mais elevadas. Rendimentos e seletividades
para o gás de síntese de 88,7% e 94,5%, respectivamente, utilizando-se o catalisador de
níquel/céria-alumina, foram verificados com o emprego dos sistemas microestruturados.
Razões molares de H2/CO em torno da unidade foram mantidas, como sugerem os processos
de reforma seca do metano. Paralelamente, foram realizados estudos termodinâmicos e
cinéticos com vistas a uma modelagem do processo avaliado, adotando-se inicialmente
parâmetros cinéticos constantes da literatura e ajustando-os ao caso. Balanços mássicos e
térmicos foram efetuados, juntamente com considerações difusionais e fluidodinâmicas, para
se implementar um modelo usando-se o método dos elementos finitos. Validado o modelo
através dos resultados experimentais, foi possível a análise dos fenômenos fluidodinâmicos no
interior dos canais dos monólitos concebidos, avaliando-se o comportamento dos
componentes reacionais, bem como os perfis de temperatura do sistema.
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Catalisadores de Ni suportados em Al2O3 modificados com V, Nb e Zn aplicados na reforma à vapor do ácido butírico para produção de H2 / Nickel catalysts supported in al2o3 modified with v, nb and zn applied in the steam reform of butyric acid for h2 productionMatos, Thaisa Moreira de 10 April 2017 (has links)
O hidrogênio é visto como um importante combustível alternativo aos combustíveis convencionais, como a gasolina e o óleo diesel, devido a sua alta eficiência energética e não geração de poluentes. Porém, a maior parte do hidrogênio produzido é proveniente de fontes não renováveis, como o gás natural e o petróleo. Novas tecnologias para a geração de hidrogênio vem sendo estudadas e dentre elas se destaca a reação de reforma a vapor de compostos oxigenados. Os ácidos graxos voláteis gerados durante o tratamento anaeróbio de águas residuárias constitui uma matéria-prima interessante para a produção de hidrogênio a partir de biomassa. Os principais produtos gerados no tratamento de águas residuárias são o etanol, o ácido acético e o ácido butírico, este, chega a representar 35 % em massa podendo ser utilizado como molécula modelo na reação de reforma a vapor. Neste trabalho, foram desenvolvidos catalisadores a base de níquel (Ni) modificados com vanádio (V), zinco (Zn) e nióbio (Nb) suportados em alumina (γ-Al2O3), visando minimizar os depósitos carbonáceos, assim como aumentar a atividade e seletividade para o hidrogênio na reação de reforma a vapor do ácido butírico. Os catalisadores foram modificados com diferentes teores de V, Zn e Nb (2,5, 5 e 10 % em massa). Nas reações feitas a 600 ºC utilizando razão estequiométrica ácido butírico:vapor, dentre os catalisadores modificados com V, o com 5 % (10Ni2,5VAl2O3) apresentou o melhor desempenho, chegando a uma conversão de 86 % para o ácido butírico, além de aumentar a estabilidade do catalisador quando comparado ao catalisador contendo apenas Ni (10NiAl2O3). Para o grupo de catalisadores modificados com Zn, o catalisador com 10 % em massa de Zn (10Ni10ZnAl2O3) apresentou uma conversão de 83 %, sendo este grupo o com menor taxa de formação de carbono. Dentre os catalisadores modificados com Nb, o com menor teor (10Ni2,5NbAl2O3) foi o que apresentou o melhor desempenho, alcançado uma conversão de 82 %. Testes catalíticos utilizando excesso de água mostraram alta conversão, superiores a 90 %, e alta seletividade para H2. Dessa forma, a adição de metais com diferentes propriedades pode contribuir para uma maior seletividade para hidrogênio, seja pela redução dos depósitos de carbono ou pela melhora na estabilidade catalítica.  / Hydrogen is an important alternative fuel to conventional fuels, such as gasoline and diesel, due to its high energy efficiency and non-generation of pollutants. However, most of the hydrogen produced comes from non-renewable sources such as natural gas and diesel oil. New technologies for the generation of hydrogen have been studied, among them the reaction of steam reforming of oxygenated compounds. Volatile fatty acids generated during the anaerobic treatment of wastewater are an interesting raw material for the production of hydrogen from biomass. The main products generated in the treatment of wastewater are ethanol, acetic acid and butyric acid, which represents 35% by mass and can be used as a model molecule in the steam reforming reaction. In this work, nickel-based (Ni) catalysts modified with vanadium (V), zinc (Zn) and niobium (Nb) supported on alumina (γ-Al2O3) were developed, aiming at minimizing carbonaceous deposits, as well as increasing activity and selectivity for the hydrogen in the steam reforming reaction of butyric acid. The catalysts were modified with different levels of V, Zn and Nb (2.5, 5 and 10 % by mass). In the reactions made at 600 ºC using stoichiometric butyric acid: steam ratio, among the catalysts modified with V, the 5 % (10Ni2,5VAl2O3) showed the best performance, reaching a conversion of 86 % to butyric acid, besides increasing The stability of the catalyst when compared to the catalyst containing only Ni (10NiAl2O3). For the group of catalysts modified with Zn, the catalyst with 10 % by mass of Zn (10Ni10ZnAl2O3) showed a conversion of 83 %, this group being the one with the lowest rate of carbon formation. Among the catalysts modified with Nb, the one with the lowest content (10Ni2,5NbAl2O3) was the one that presented the best performance, achieving a conversion of 82 %. Catalytic tests using excess water showed high conversion, higher than 90%, and high selectivity for H2. Thus, the addition of metals with different properties may contribute to a higher selectivity for hydrogen, either by reducing carbon deposits or by improving catalytic stability.
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Catalisadores de Ni suportados em Al2O3 modificados com V, Nb e Zn aplicados na reforma à vapor do ácido butírico para produção de H2 / Nickel catalysts supported in al2o3 modified with v, nb and zn applied in the steam reform of butyric acid for h2 productionThaisa Moreira de Matos 10 April 2017 (has links)
O hidrogênio é visto como um importante combustível alternativo aos combustíveis convencionais, como a gasolina e o óleo diesel, devido a sua alta eficiência energética e não geração de poluentes. Porém, a maior parte do hidrogênio produzido é proveniente de fontes não renováveis, como o gás natural e o petróleo. Novas tecnologias para a geração de hidrogênio vem sendo estudadas e dentre elas se destaca a reação de reforma a vapor de compostos oxigenados. Os ácidos graxos voláteis gerados durante o tratamento anaeróbio de águas residuárias constitui uma matéria-prima interessante para a produção de hidrogênio a partir de biomassa. Os principais produtos gerados no tratamento de águas residuárias são o etanol, o ácido acético e o ácido butírico, este, chega a representar 35 % em massa podendo ser utilizado como molécula modelo na reação de reforma a vapor. Neste trabalho, foram desenvolvidos catalisadores a base de níquel (Ni) modificados com vanádio (V), zinco (Zn) e nióbio (Nb) suportados em alumina (γ-Al2O3), visando minimizar os depósitos carbonáceos, assim como aumentar a atividade e seletividade para o hidrogênio na reação de reforma a vapor do ácido butírico. Os catalisadores foram modificados com diferentes teores de V, Zn e Nb (2,5, 5 e 10 % em massa). Nas reações feitas a 600 ºC utilizando razão estequiométrica ácido butírico:vapor, dentre os catalisadores modificados com V, o com 5 % (10Ni2,5VAl2O3) apresentou o melhor desempenho, chegando a uma conversão de 86 % para o ácido butírico, além de aumentar a estabilidade do catalisador quando comparado ao catalisador contendo apenas Ni (10NiAl2O3). Para o grupo de catalisadores modificados com Zn, o catalisador com 10 % em massa de Zn (10Ni10ZnAl2O3) apresentou uma conversão de 83 %, sendo este grupo o com menor taxa de formação de carbono. Dentre os catalisadores modificados com Nb, o com menor teor (10Ni2,5NbAl2O3) foi o que apresentou o melhor desempenho, alcançado uma conversão de 82 %. Testes catalíticos utilizando excesso de água mostraram alta conversão, superiores a 90 %, e alta seletividade para H2. Dessa forma, a adição de metais com diferentes propriedades pode contribuir para uma maior seletividade para hidrogênio, seja pela redução dos depósitos de carbono ou pela melhora na estabilidade catalítica.  / Hydrogen is an important alternative fuel to conventional fuels, such as gasoline and diesel, due to its high energy efficiency and non-generation of pollutants. However, most of the hydrogen produced comes from non-renewable sources such as natural gas and diesel oil. New technologies for the generation of hydrogen have been studied, among them the reaction of steam reforming of oxygenated compounds. Volatile fatty acids generated during the anaerobic treatment of wastewater are an interesting raw material for the production of hydrogen from biomass. The main products generated in the treatment of wastewater are ethanol, acetic acid and butyric acid, which represents 35% by mass and can be used as a model molecule in the steam reforming reaction. In this work, nickel-based (Ni) catalysts modified with vanadium (V), zinc (Zn) and niobium (Nb) supported on alumina (γ-Al2O3) were developed, aiming at minimizing carbonaceous deposits, as well as increasing activity and selectivity for the hydrogen in the steam reforming reaction of butyric acid. The catalysts were modified with different levels of V, Zn and Nb (2.5, 5 and 10 % by mass). In the reactions made at 600 ºC using stoichiometric butyric acid: steam ratio, among the catalysts modified with V, the 5 % (10Ni2,5VAl2O3) showed the best performance, reaching a conversion of 86 % to butyric acid, besides increasing The stability of the catalyst when compared to the catalyst containing only Ni (10NiAl2O3). For the group of catalysts modified with Zn, the catalyst with 10 % by mass of Zn (10Ni10ZnAl2O3) showed a conversion of 83 %, this group being the one with the lowest rate of carbon formation. Among the catalysts modified with Nb, the one with the lowest content (10Ni2,5NbAl2O3) was the one that presented the best performance, achieving a conversion of 82 %. Catalytic tests using excess water showed high conversion, higher than 90%, and high selectivity for H2. Thus, the addition of metals with different properties may contribute to a higher selectivity for hydrogen, either by reducing carbon deposits or by improving catalytic stability.
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Obtenção de catalisadores baseados em lantânio, níquel e/ou rutênio para a reforma a vapor da glicerinaLima, Juliane de Brito 24 November 2014 (has links)
Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-09-26T13:21:16Z
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Versão final_Juliane Lima.pdf: 3005841 bytes, checksum: ce8a2d085212284f1f3504f349cae58c (MD5) / CNPq / O biodiesel é um combustível limpo derivado de fontes renováveis, óleos
vegetais ou gordura animal. Na sua produção, cerca de 10% em massa do óleo
vegetal utilizado como insumo é convertido em glicerina, existindo, dessa
forma, grande incentivo para a utilização deste subproduto. Por outro lado, a
reforma a vapor da glicerina é um processo com grande potencial para a
produção de hidrogênio destinado às células a combustível e aos motores de
combustão interna. De modo a obter catalisadores alternativos para a reforma
a vapor de glicerina, neste trabalho, foram preparados sólidos baseados em
níquel e/ou rutênio suportado(s) em óxido de lantânio a partir de dois métodos:
(i) impregnação de nitrato de níquel e/ou de rutênio em óxido de lantânio para
obter amostras do tipo (NiO)1-x(RuO)x/La2O3 e (ii) decomposição de sólidos com
estruturas perovskita do tipo LaNi1-xRuxO3 (x= 0, 0,1 e 1). Os catalisadores
foram obtidos por redução desses precursores a 650, 800 ou 1000
oC,
dependendo do método de preparação ou amostra, sob fluxo de hidrogênio. As
amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho com
transformada de Fourier, difração de raios X, medida de área superficial
específica e redução à temperatura programada. A avaliação dos catalisadores
na reação de reforma a vapor do glicerol (como molécula modelo) foi conduzida
sob pressão atmosférica a 600 ºC, por 5 h. Após a reação, determinou-se o
teor de coque depositado sobre os catalisadores. Os sólidos obtidos por
impregnação, constituídos por óxido de lantânio, óxido de rutênio, óxido de
níquel (NiO) e/ou de compostos de níquel e lantânio (LaNiO3 e La2NiO4),
apresentaram áreas superficiais específicas baixas (1,5-11 m².g-1). No caso
das amostras obtidas por aquecimento de perovskitas, houve a formação de
sólidos com estruturas cristalinas com simetria romboédrica ou ortorrômbica,
com áreas superficiais específicas ainda mais baixas (0,5-4,7 m².g-1). Esses
sólidos foram mais redutíveis que aqueles obtidos por impregnação e, em
todos os casos, o rutênio aumentou a redutibilidade dos sólidos. A atividade e
seletividade dos catalisadores obtidos variaram com o método de preparação e
a composição dos catalisadores. Quando introduzido no catalisador por
impregnação, o rutênio diminuiu a atividade do catalisador de níquel, que foi
aumentada no sólido oriundo de perovskitas. As conversões variaram de 68 a
97 % e, em todos os casos, o níquel foi mais ativo que o rutênio. O rendimento
a hidrogênio também variou com a presença do rutênio e com o método de
preparação dos sólidos. Quando preparados por impregnação, os catalisadores
monometálicos conduziram a valores mais elevados que os bimetálicos.
Quando obtidos por decomposição de perovskitas, o catalisador isento de
níquel levou aos mais baixos valores de rendimento, enquanto aquele contendo
os dois metais levou ao valor mais elevado. A presença de rutênio diminui a
quantidade de coque formado sobre os catalisadores, durante a reforma a
vapor da glicerina, apenas quando os sólidos foram obtidos por impregnação. A
amostra contendo níquel e rutênio, e obtida por decomposição de perovskitas,
foi o catalisador mais promissor, conduzindo a uma conversão de 97%,
rendimento a hidrogênio de 76%. / Biodiesel is a clean renewable fuel derived from vegetable oils or animal fat.
About 10% by weight of vegetable oil used as a feedstock is converted into
glycerin in its production and thus its use is largely encouraged. On the other
hand, the steam reforming of glycerin is a great potential process for the
production of hydrogen to feed fuel cells and internal combustion engines. In
order to obtain alternative catalysts for steam reforming of glycerin nickel and/or
ruthenium supported on lanthanum oxide were prepared in this work by two
methods: (i) by impregnation of nickel nitrate and/or ruthenium on lanthanum
oxide to obtain (NiO)1-x(RuO)x/La2O3 samples and (ii) by decomposition of solids
with perovskite-type structures such as LaNi1-xRuxO3 (x = 0, 0.1 and 1). The
catalysts were obtained by reduction of these precursors at 650, 800 or 1000
oC, depending on the method of preparation or sample under hydrogen flow.
The samples were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, X-
ray diffraction, specific surface area measurements and temperature
programmed reduction. The catalysts were evaluated in steam reforming of
glycerol (as a molecule model) under atmospheric pressure at 600 oC, for 5 h.
After reaction, the coke deposited on the catalyst was determined. The solids
obtained by impregnation consisted of lanthanum oxide, ruthenium oxide, nickel
(NiO) and/or nickel and lanthanum compounds (LaNiO3 and La2NiO4) oxide,
showed low specific surface areas (1.5-11 m². g-1). In the case of the samples
prepared by heating perovskites, solid crystalline structures with rhombohedral
or orthorhombic symmetry were obtained with specific surface areas even lower
(0.5-4.7 m².g-1). These solids were more reducible than those obtained by
impregnation and ruthenium increased the reducibility of the solids for all
cases,. The activity and selectivity of the catalysts changed with the preparation
method and with the catalysts composition. When introduced into the catalyst
by impregnation, ruthenium decreased the activity of the nickel-based catalyst,
whose activity increased in the solid originating from perovskites. The
conversions ranged from 68 to 97% and nickel was more active than ruthenium
for all cases. The hydrogen yield also varied depending on ruthenium and on
the preparation method of the solid. When prepared by impregnation, the
monometallic catalysts led to higher values than the bimetallic ones When
obtained by decomposition of perovskite, the free-nickel catalyst led to lower
yields while those containing the two metals led to the highest value. The
presence of ruthenium reduces the amount of coke formed on the catalyst
during the steam reforming of glycerin, only when the solids were prepared by
impregnation. The sample containing nickel and ruthenium and obtained by
decomposition of perovskites was the most promising catalyst, leading to a
conversion of 97%, hydrogen yield 76%.
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Desenvolvimento de catalisadores baseados em níquel e rutênio para a reforma do metanoBerrocal, Guillermo José Paternina January 2009 (has links)
117 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-05-20T13:36:45Z
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Previous issue date: 2009 / FAPESB / Níquel suportado em alumina tem sido reconhecido como um catalisador efetivo das
reações de reforma de metano. No entanto, ele apresenta desativação por coque e problemas
de estabilidade térmica, em altas temperaturas, principalmente devido à transição de fase do
suporte e sinterização do metal. Uma opção atrativa, para obter suportes mais adequados para
esses catalisadores, é a combinação da alumina com a zircônia que possui elevada
estabilidade térmica, dureza e propriedades anfotéricas. Por outro lado, a adição de metais
nobres ao catalisador de níquel usado na reforma de metano poderia evitar a desativação por
formação de coque, assim como conduzir a atividades mais elevadas. Desta forma, neste
trabalho, foram estudados catalisadores de níquel associados, ou não, ao rutênio suportados
em óxidos de alumínio e zircônio, destinados à reforma a vapor e reforma autotérmica de
metano. .
Foram sintetizados catalisadores monometálicos de níquel (15 %) e bimetálicos de
níquel (15 %) e rutênio (razão molar Ru/Ni = 0,1), por impregnação em óxidos de alumínio
e/ou zircônio. Estes sólidos foram preparados por métodos de precipitação à temperatura
ambiente, a partir de soluções de oxicloreto de zircônio e nitrato de alumínio, obtendo-se
materiais com razões molares Al/Zr = 1, 2, 5 e 10 além do óxido de zircônio e de alumínio
puros. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho com
transformadas de Fourier, termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios X,
redução a temperatura programada e medidas de área superficial específica e porosidade. Os
catalisadores foram testados na reação de reforma a vapor e autotérmica de metano na faixa
de 450 a 750 ºC. .
Observou-se a formação da fase γ-Al2O3 na alumina pura e a fases tetragonal e
monoclínica na zircônia pura. Com a adição de alumínio à zircônia houve a estabilização da
fase tetragonal em todos os casos, em detrimento da monoclínica. A adição de pequenas
quantidades de zircônio ao óxido de alumínio produziu um aumento na área superficial
especifica da alumina, associado à ação textural do zircônio como espaçador entre as
partículas de óxido de alumínio ou à geração de tensões no sólido, causando o deslocamento
do equilíbrio para a formação de partículas menores. A adição dos metais (níquel e rutênio) ao
suporte causou diminuição da área superficial específica, o que pode estar associado ao
bloqueio de alguns poros por esse metal e/ou à sinterização da amostra após a impregnação e
calcinação ou a uma combinação desses efeitos. A redução do níquel foi facilitada pela
presença do zircônio e/ou do rutênio. Todos os catalisadores foram ativos na reação de
reforma a vapor e na reforma autotérmica de metano, observando-se aumento na conversão de
metano com a temperatura. Na reação de reforma a vapor e na reforma autotérmica, observouse,
que em temperaturas típicas dessas reações, o catalisador de níquel impregnado no suporte
com razão molar Al/Zr =10 levou às conversões mais elevadas. O rutênio produz um efeito
similar, em catalisadores de níquel isentos de zircônio. Dessa forma, as amostras mais
promissórias são aquelas contendo níquel suportado em alumina contendo zircônio ou rutênio. / Salvador
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