No presente trabalho, foram estudados catalisadores de Co10%SiO2, com adições de La2O3 e CeO2, para a reação de reforma a vapor do etanol (RVE), visando aumentar a atividade catalítica e reduzir a formação de carbono sobre o catalisador. O teor mássico de cobalto utilizado foi de 10%, enquanto que os teores de La e Ce seguiram as seguintes proporções em 10%CoLa2%Ce50%-xSi50%, onde X = 2%, 4% e 6%. Os suportes foram preparados pelos métodos de co-precipitação e impregnação a fim de avaliar o efeito do método de preparação sobre o comportamento catalítico, e a fase ativa foi incorporada através do método da impregnação. Todos os catalisadores obtidos foram submetidos à análise de Espectroscopia Dispersiva em Emissão de Raios X (EDX), Difratometria de Raios X (DRX), Redução à Temperatura Programada (RTP) e Área Superficial Específica pelo método BET. Os catalisadores preparados pelo método de co-precipitação do suporte também foram analisados por Difratometria de Raios X- H2 \"in Situ\". Em seguida os catalisadores foram aplicados na reação RVE, e dentre os catalisadores estudados o que apresentou a maior seletividade para o H2 em cada método foi selecionado para a realização de estudos referentes á variação do teor em massa da fase ativa (10% e 20%) e a variação da temperatura de reação. O desempenho destes catalisadores foi comparado com o obtido para os catalisadores sem aditivo no suporte. Após os testes catalíticos, o coque formado foi quantificado por Análise Elementar e caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difratometria de Raios X. Ao analisar os resultados de DRX e RTP observou-se a formação da fase Co3O4 para todos os catalisadores. E para os catalisadores mistos Co/La-Ce-Si, cujos suportes foram co-precipitados e impregnados, identificou-se, através do DRX, a formação da solução sólida entre o óxido de cério e o óxido lantânio. Nos ensaios reacionais foi observado que os catalisadores com maiores teores de La3+, para ambos os métodos de preparação, foram mais seletivos para H2, e que a temperatura influenciou no desempenho catalítico da reação. Ao analisar o carbono após a RVE, somente os catalisadores suportados em La2O3 puro, para ambos os métodos, apresentaram a espécie La2O2CO3 identificada através da DRX, que minimiza a formação do coque, e através da analise por MEV do catalisador após a reação, verificou-se que o coque formado foi filamentoso, permitindo a exposição do cobalto metálico por um maior período de tempo. / This research reports studies with Co/SiO2 catalysts modified with La2O3 and CeO2 by steam reforming of ethanol (SRE) in order to increase the catalytic activity and reduce the carbon formation on the catalyst. The amount of Co used was 10%, already of La and Ce were 10% CoLaxCe50-xSi50, where X = 2%, 4% and 6%. The supports were prepared according co-precipitation and impregnation methods in order to evaluate the effect on the catalytic performance. The active phase was incorporated by impregnation method. All were characterized by Energy Dispersive X Ray Spectroscopy (EDX), X Ray Diffraction (XRD), Temperature-Programmed Reduction (TPR) and Specific Surface Area (BET) and those prepared by co-precipitation were also analyzed by X Ray Diffraction in Situ. Thereafter, the catalysts were applied in the SRE and the highest selectivity against H2 in each method was selected for studies of variation of the mass content of active phase (10% and 20%) and temperature reaction. The performance was compared with catalysts without additive in the holder. After tests, the coke formed was determined by Elemental Analysis and characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and XRD. From the XRD and TPR results was possible identify the presence of Co3O4 phase in all catalysts. In the mixed catalyst (Co/Ce-La-Si) was identified, by XRD, the formation of solid solutions between the cerium and lanthanum. Was observed that the catalyst with higher concentrations of La3+, in both methods of preparation, were more selective against H2, furthermore the temperature affected the performance of the catalysis. After characterization and quantification of the produced carbon during SRE, only catalysts supported in pure La2O3, for both methods, showed the formation of La2O2CO3, which minimizes coke formation and was identified by XRD. Through of SEM analysis of the catalyst after the reaction, it was found that coke formed a filamentous-like structure, allowing the exposure of the metallic cobalt for a longer period of time with the support.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-10102012-142141 |
| Date | 17 August 2012 |
| Creators | Marcos, Francielle Candian Firmino |
| Contributors | Assaf, Elisabete Moreira |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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