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DISSERT_ANDRE_MARTINS.pdf: 4991704 bytes, checksum: cc6c14ad89dc58184e8a48c959434b27 (MD5) / CNPQ / A reforma a vapor de metano é a principal via de produção de hidrogênio e de gás de
síntese. Industrialmente, esta reação ocorre sobre um catalisador de níquel suportado em
alumina que, embora apresente alta atividade e seletividade, além de baixo custo, tem a
desvantagem de apresentar uma curta vida útil, devido à deposição de coque. Por outro
lado, os metais nobres apresentam mais alta atividade catalítica e mais resistência à
deposição de coque e à sinterização do que o catalisador comercial. Além disso, a adição
de magnésio à alumina é uma boa opção para evitar a deposição de coque e, também,
aumentar a resistência térmica do sólido. Considerando essas vantagens estudou-se, neste
trabalho, o efeito da adição de magnésio sobre as propriedades de um catalisador de
platina suportada em alumina, a fim de desenvolver novos e eficientes catalisadores para
produzir hidrogênio, a partir da reforma a vapor do metano. As amostras com razões
molares Al/Mg=0,2, 2 e 5 foram preparadas pelo método de precipitação e impregnadas
com 1 % (m/m) de platina. Os sólidos foram caracterizados por análise química,
termogravimetria, análise térmica diferencial, espectroscopia de infravermelho com
transformadas de Fourier, difração de raios X, redução à temperatura programada,
medida da área superficial específica e de porosidade, espectroscopia de infravermelho
com transformadas de Fourier usando monóxido de carbono como molécula sonda,
dessorção à temperatura programada de amônia adsorvida, espectroscopia fotoeletrônica
de raios X e medida do teor de carbono. Os catalisadores foram avaliados a 600 oC e 1
atm, sob uma razão vapor/metano = 4. Os catalisadores mais ricos em alumínio (sem
magnésio e com Al/Mg= 5) mostraram a estrutura da γ-alumina, enquanto os demais
mostraram a estrutura da periclase. A presença de magnésio diminuiu a área superficial
específica da alumina devido à mudança de estrutura. A interação entre a platina e o
suporte também aumentou com a quantidade de magnésio, que também alterou a natureza
e a quantidade dos sítios ácidos nos sólidos. De modo geral, o magnésio aumentou a
quantidade de platina na superfície dos catalisadores e a quantidade de átomos de platina
ricos em elétrons, como conseqüência do aumento de sua interação com o suporte. Todos
os catalisadores foram ativos na reforma a vapor do metano e seletivos ao hidrogênio.
Numa tendência geral, o magnésio favoreceu a atividade e seletividade dos catalisadores.
A amostra com Mg/Al= 5 foi o catalisador mais ativo e seletivo, o que pode ser
relacionado à sua área superficial específica mais alta, assim como ao teor mais elevado
de átomos de platina mais ricos em elétrons na superfície. / Methane steam reforming is the main route to produce hydrogen and synthesis gas.
Industrially, this reaction occurs on an alumina-supported nickel catalyst which,
although shows high activity and selectivity, besides low price, it has the disadvantage
of showing short life because of coke deposition. On the other hand, noble metals show
high activity and are more resistant against coke deposition and sintering than the
commercial catalyst. Besides, the addition of magnesium to alumina seems to be a good
option to prevent coke deposition and also to increase the thermal resistance.
Considering these advantages, the effect of magnesium addition on the properties of
alumina-supported platinum was studied in this work, aiming to develop new efficient
catalysts to produce hydrogen by methane steam reforming. Samples with Al/Mg
(molar) = 0.2, 2 and 5 were prepared by precipitation method and impregnated with 1%
(w/w) platinum. The solids were characterized by chemical analysis, thermogravimetry,
differential thermal analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction,
temperature programmed reduction, specific surface area and porosity measurement,
Fourier transform infrared spectroscopy using carbon monoxide as probe molecule,
temperature programmed desorption of ammonia, X-ray photoelectron spectroscopy and
carbon content measurement. The catalysts were evaluated at 600 oC and 1 atm, under a
steam to methane molar ratio of 4. The catalysts richer in alumina (magnesium-free and
with Al/Mg= 5 and 2) showed the γ-alumina structure while the others showed the
periclase structure. The presence of magnesium increased the specific surface area of
alumina because of the change in the structure. The interaction between platinum and
the support also increased with the amount of magnesium which also changed the kind
and the amount of acidic sites. As a whole magnesium also increased the amount of
platinum on the catalyst surface and of electron-rich platinum atoms, as a consequence
of the increase of its interaction with the support. All catalysts were active in methane
steam reforming and selective to hydrogen. In a general tendency, magnesium favored
the activity and selective of the catalysts. The sample with Al/Mg= 5 was the most
active and selective catalyst, a fact that was related to its highest specific surface area as
well as to the highest amount of electron-richest platinum atoms on the surface.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/20214 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Martins, André Rosa |
| Contributors | Varela, Maria do Carmo Rangel Santos, Carvalho, Luciene Santos, Ferreira, Kleber Queiroz, Assaf, José Mansur |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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