Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T19:48:20Z
No. of bitstreams: 1
JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T19:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1
JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5)
Previous issue date: 2015 / Capes / Este trabalho teve como objetivo, desenvolver peneiras moleculares utilizando fontes
de sílica convencional (TEOS) e alternativa (cinza da casca de arroz), utilizá-las
como suportes para catalisadores de Cobalto destinados à síntese de FischerTropsch,
e também, investigar o efeito da introdução de rutênio como promotor na
reação acima mencionada. Preparou-se a SBA-15 a partir de um gel com
composição molar: 1.0 FONTE DE SÍLICA: 0.017 P123: 5.7 HCl: 193 H2O. Os
catalisadores foram preparados pelo processo de impregnação úmida utilizando
solução de 0,1 M de (Co(NO3)2.6H2O). Na sequência, foi incorporado o promotor
rutênio usando solução aquosa de 0,1M de Cloreto de Rutênio (RuCl3xH2O). As
amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, TG/ATD, MEV, MET, RTP e
adsorção física de N2. A reação de Fischer-Tropsch foi conduzida em reator leito de
lama durante 6 horas de reação a 240oC e pressão de 20 bar, utilizando uma relação
molar H2/CO = 1. A obtenção da SBA-15 utilizando fontes de sílica convencional e
alternativa pôde ser confirmada pelos difratogramas, com destaque para a SBA-15
obtida com a fonte alternativa cinzas da casca de arroz, resíduo agrícola produzido
em longa escala e que praticamente não tem aplicação comercial. Os difratogramas
dos catalisadores na faixa angular de 0-8º mostraram que após a impregnação dos
metais e calcinação, não ocorreram modificações na estrutura hexagonal dos
materiais mesoporosos, observando-se os picos principais da fase do SBA-15. As
análises de adsorção física de N2 das peneiras moleculares SBA-15 (CCA) e SBA15
(TEOS), mostram isotermas com perfil do tipo IV e histerese H1, características
de materiais mesoporosos. As análises térmicas das peneiras moleculares SBA-15
(TEOS) e SBA-15 (CCA) indicaram a eliminação do direcionador (Pluronic) no
processo de calcinação. As áreas superficiais específicas dos catalisadores
diminuem e o volume de poro varia, devido ao bloqueio parcial dos poros pelo
cobalto e pelo promotor rutênio, mas a estrutura da peneira molecular SBA-15 não é
alterada. Os perfis de RTP dos catalisadores das séries Co/SBA-15 e Ru/Co/SBA-15
permitiram verificar a presença de picos distintos que pode ser causado pela
redução dos óxidos de cobalto. A MET mostrou espécies de cobalto na forma
esférica com tamanho de 20 nm, e após a co-impregnação com rutênio, houve uma
melhor dispersão dessas espécies de cobalto resultando em partículas menores com tamanho médio de 10 nm. Os resultados obtidos a partir da síntese de FischerTropsch
pelos catalisadores, apresentaram altas seletividades a hidrocarbonetos C5+
de alto valor agregado, bem como, verificou-se que a co-impregnação do promotor
rutênio no catalisador Co/SBA-15, favoreceu o aumento da seletividade para
hidrocarbonetos C5+ e diminuiu a seletividade para metano, com destaque para o
desempenho do catalisador 20%Co/0,5%Ru/SBA-15 preparado com as cinzas da
casca de arroz. / The aim of this work was to prepare the mesoporous molecular sieve SBA-15 using
conventional silica sources (TEOS) and alternative (Ash rice husk) and uses them as
support for cobalt catalysts for the Fischer-Tropsch process. And investigate the
introduction of ruthenium as a promoter. It was prepared SBA- 15 from a gel of molar
composition : 1.0 silica source : 0.017 P123 : 5.7 HCl : 193 H2O. The catalysts were
prepared by wet impregnation process using 0.1 M solution (Co(NO3)2.6H2O) (Vetec).
Following ruthenium promoter was incorporated using 0.1 M aqueous solution of
ruthenium chloride (RuCl3xH2O). The samples were characterized by XRD, EDX ,
TG/DTA, SEM, TEM, TPR and adsorption of N2. The Fischer-Tropsch reaction is
conducted at 240 °C , pressure of 20 bar using a molar ratio H2/CO = 1, on a slurry
reactor for a reaction time of 8 h. Obtaining the SBA -15 silica using conventional
sources and alternative could be confirmed by X ray diffraction , with emphasis on
the SBA -15 obtained with the alternative source of rice husk ash , a residue of
agriculture abundant and cheap that is usually discarded. The XRD patterns of the
catalysts in the angular range 0-8º showed that after impregnation and calcination of
the metal changes did not occur in the hexagonal structure of mesoporous materials ,
observing the main peaks of the phase of SBA -15. The physical adsorption of N2
analysis of SBA -15 molecular sieves (CCA) and SBA -15 (TEOS) show with type IV
isotherm profile and H1 hysteresis characteristics of mesoporous material. The
thermal analysis of SBA -15 molecular sieves (TEOS) and SBA -15 (CCA) indicated
the elimination of the template (Pluronic) in the calcination process. The specific
surface areas of the catalysts decreases , and the pore volume changes due to
partial blockage of the pores by cobalt and ruthenium promoter, but the structure of
SBA -15 molecular sieve is not changed. TPR profiles of the catalysts of the series
Co /SBA- 15 and Ru /Co /SBA -15 evidenced the presence of distinctive peaks that
can be caused by the reduction of cobalt oxides. TEM showed cobalt species on
spherical 20 nm in size, and after co- impregnation with ruthenium was a better
dispersion of these cobalt species resulting in particles with average size smaller
than 10 nm. The results obtained from the Fischer- Tropsch the catalysts showed
high selectivity to hydrocarbons C5+ of high value, and it was found that co-
impregnation of the ruthenium promoter in the Co catalyst /SBA -15 promoted the
increase of selectivity to C5+ hydrocarbons and decreased the selectivity to methane,
highlighting the performance of the catalyst 20 % Co/0.5 % Ru/SBA-15 prepared with
the ashes of the rice husk .
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/317 |
| Date | 23 March 2018 |
| Creators | RODRIGUES, Jocielys Jovelino. |
| Contributors | RODRIGUES, Meiry Gláucia Freire., CONRADO, Líbia de Souza Conrado de., BARBOSA, Antonielly dos Santos., SILVA JÚNIOR, Heleno Bispo da., CLERICUZI, Genaro Zenaide., SILVA, José Nilton. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0029 seconds