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Previous issue date: 2007-03-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / A new method to prepare Pt nanoparticles (NPs) dispersed on Al2O3 and CeO2-Al2O3
is described in this work. The Pt-NPs were used to prepare CeO2-Al2O3-supported Pt
nanocatalysts (Pt-NPs/Al2O3 and Pt-NPs/CeO2-Al2O3). The catalysts were characterized by
BET surface area (SBET), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy
(FTIR) reaction of dehydrogenation of cyclohexane to measure Pt dispersion and transmission
electronic microscopy (MET). The Pt-NPs were obtained from solution of [PtCl6]2-, poly(Nvinyl-
2-pyrolidone) (PVP) and methanol. The Al2O3 and CeO2-Al2O3 supports were obtained
by sol-gel methods. The Pt-NPs/Al2O3 and Pt-NPs/CeO2-Al2O3 catalysts were obtained by
addition of Pt-NPs sol during sol-gel synthesis Al2O3 and CeO2-Al2O3.
TEM analysis show that the synthesis of the Pt-NPs resulted in particles with average
size of 3.2 nm and the results of TEM of the catalysts indicate that Pt particles, finely
dispersed on the support occupying probably the interior of the pores of the support. The
comparison between FTIR-CO results of Pt-NPs/Al2O3 and Pt-NPs/CeO2-Al2O3 catalysts
indicated that the particles in the different catalysts show the same electronic density
superficial and that there is a geometric modification on the surface of the particles of the Pt-
NPs/CeO2-Al2O3 catalyst provoked by presence of CeOx on the surface of particles.
The nanocatalysts Pt-NPs/Al2O3 and Pt-NPs/CeO2-Al2O3 exhibited a high catalytic
activity and stability for the steam reforming of methane and for the partial oxidation of
methane. The CH4 turnover rate of Pt-NPs/CeO2-Al2O3 catalysts for the steam reforming of
methane is around two orders of magnitude higher compared to that of Pt-NPs/Al2O3 catalyst.
The high activity for Ce-contaning catalysts is assigned to higher accessibility of the Pt sites
to CH4. The high stability of Pt-NPs/Al2O3 and Pt-NPs/CeO2-Al2O3 nanocatalysts in partial
oxidation of methane is assigned to the high contact metal-support, which can be caused by
preparation method that improves the accessibility of methane to Pt sites. / Um novo método de preparação para catalisadores com nanopartículas de Pt (NPs),
dispersas em Al2O3 e CeO2-Al2O3 é descrito nesse trabalho. As nanopartículas de Pt foram
previamente obtidas por redução do H2PtCl6 em solução de metanol em um sistema de refluxo
por 180 minutos na presença do polímero polivinlpirrolidona (PVP), que atua como agente
protetor e estabilizante controlando o tamanho das partículas durante a síntese. Os suportes
Al2O3 e CeO2-Al2O3 foram pelo método sol gel. Os catalisadores Pt-NPs/Al2O3 e Pt-
NPs/CeO2-Al2O3 foram preparados pela adição de alíquotas da dispersão coloidal contendo as
nanopartículas aos géis Al2O3 e CeO2-Al2O3 durante a síntese sol gel.
Os catalisadores Pt-NPs/Al2O3 e Pt-NPs/12CeO2-Al2O3 foram caracterizados por
técnicas de medida de área superficial (BET), difração de raios X (DRX), transformada de
Fourier do espectros de adsorção de CO na região do infravermelho (DRIFT de CO),
microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e reação de desidrogenação do cicloexano.
As análises de TEM indicaram que a síntese das partículas de Pt levou à formação de
partículas com tamanho médio de 3,2 nm e os resultados de TEM dos catalisadores indicam
que as partículas de Pt estão bem distribuídas no suporte, ocupando provavelmente os poros
do suporte. A comparação entre os resultados DRIFT de CO para os catalisadores Pt-
NPs/Al2O3 e Pt-NPs/12CeO2-Al2O3 indicaram que as partículas presentes nos diferentes
catalisadores apresentam mesma densidade eletrônica superficial e apontaram para uma
modificação geométrica na superfície das partículas presentes no catalisador Pt-NPs/12CeO2-
Al2O3, provocadas pela presença de CeOx na superfície das partículas.
Os nanocatalisadores exibiram uma elevada atividade e estabilidade para reações de
reforma a vapor e oxidação parcial do metano. O TOFCH4 para o catalisador Pt-NPs/12CeO2-
Al2O3 apresentou magnitude duas vezes maior para a reforma a vapor no metano quando
comparado ao catalisador Pt-NPs/Al2O3. A alta atividade do catalisador contendo Ce está
associada a maior acessibilidade da molécula de metano aos sítios de Pt. A alta estabilidade
dos catalisadores Pt-NPs/Al2O3 e Pt-NPs/CeO2-Al2O3 na oxidação parcial do metano está
associada à alta interação metal-suporte que foi causada pelo método preparação que resulta
em uma maior acessibilidade da molécula de metano aos sítios da Pt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/3990 |
| Date | 16 March 2007 |
| Creators | Prieto, Paulo Juliano dos Santos |
| Contributors | Bueno, José Maria Corrêa |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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