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Tese Hélio O. Pimentel.pdf: 2196448 bytes, checksum: b81d660c75daf2b43a78c84dc7e07cf7 (MD5) / FINEP / CNPq / RECAT / Esta tese é uma contribuição na perspectiva de melhoramento da tecnologia
para o tratamento catalítico dos gases de emissão automotiva, reconhecidos como
poluentes ambientais. Os catalisadores ou conversores automotivos (Three-Way
Catalysts, TWC) são uma tecnologia bem estabelecida para o abatimento de gases
poluentes emitidos pelos veículos, mas esses sistemas desativam sob condições
severas às quais estão submetidas. As causas de desativação reconhecidas para o
TWC são: a exposição às altas temperaturas durante a operação do motor, que
causam danos ao washcoat e sinterização dos sítios ativos, bem como o depósito de
fases inativas como fosfatos, sulfatos e compostos carbonáceos, além de outros
venenos provenientes dos aditivos da gasolina e óleos lubrificantes. Muitos esforços
têm sido destinados à regeneração da atividade catalítica, aumentando a
durabilidade do TWC, por razões econômicas e ambientais. A remoção de fases
inativas, venenos e a redispersão das espécies ativas sinterizadas são algumas das
estratégias investigadas na literatura. Neste trabalho, amostras de conversores
envelhecidos num táxi, na condição real de tráfego em Salvador-Bahia-Brasil, foram
caracterizadas por MEV, FRX, DRX, TG, XPS, TPR e análises texturais, bem como
por testes de avaliação catalítica na redução de NO com CO, empregada como
reação modelo. Dois procedimentos de regeneração foram investigados: i) lixiviação
assistida por ultra-som (LUS), utilizando solventes e soluções diluídas de ácidos; e ii)
tratamento com fluido supercrítico de CO2 (FSC), usando metanol como agente
modificador. Como a eficiência da extração com CO2 supercrítico depende de vários
parâmetros, tais como temperatura, pressão e solventes modificadores, o estudo foi
realizado usando um planejamento fatorial 2k (k = 3). Ambos os procedimentos
mostraram-se promissores levando a recuperação da atividade catalítica. O ácido
clorídrico diluído mostrou-se o meio mais adequado para a lixiviação assistida por
ultra-som, removendo venenos e fases inativas, bem como causando redistribuição
das fases ativas de metais nobres. O tratamento com FSC também é eficiente, mas
as condições operacionais precisam ser bem controladas de modo a evitar danos
estruturais ao washcoat. As modificações texturais observadas, redispersão das
fases ativas, remoção de fases inativas e venenos, na condição de 100ºC, 1500 psi
e 10% de metanol, favoreceram a recuperação da atividade catalítica. / This thesis is a contribution in perspective to technology improvement of
catalytic treatment automotive gases, recognized as environmental pollutants.
Automotive catalysts (Three-Way Catalysts, TWC) are well established technology
for abatement of gaseous pollutants emitted from vehicles, however they deactivate
under the tough conditions to which they are subjected. The TWC deactivation
factors are recognized as the exposition at high temperatures during the motor
operation, due to the temperature sintering effects on alumina washcoat and active
sites, as inactive phase deposition like phosphates, sulfates, graphite and other
carbonaceous, and other poisons resultant of the gasoline and lubricant oil
addictives. A lot of effort has been applied in order to regenerate activity, thus
improving TWC durability, both for economical and environmental reasons. The
removal of inactive phases and poisons and re-dispersion of sintered active species
are some regeneration strategies that have been investigated in the literature. In this
work, samples of aged converters, in actual transit condition vehicle taxi fleet of
Salvador-Bahia-Brazil, were characterized by SEM, XRF, XRD, TG, XPS, TPR and
textural analysis, as well as, catalytic evaluation tests by the NO with CO reduction,
as the reaction model. Two regenerated proceedings were investigated: i) ultrasound
attended lixiviation (USL), with solvents and dilute acid solutions, and ii) CO2
supercritical fluid (SCF), with methanol as modifier agent. Once the efficiency of
supercritical fluid extraction depends on various parameters, such as temperature,
pressure and presence of modifier solvents, the study has been performed using a
factorial design 2k (k = 3). Both proceedings showed promising to carry the catalytic
activity regeneration. The dilute hydrochloric acid was the best adequate means to
the ultrasound attended lixiviation, removing poisons and inactive phases and
leading to the re-dispersion of active phases of noble metals. The SCF treatment is
also efficient; however, the operational conditions need to be well controlled to avoid
the washcoat structural damages. The observed textural modifiers, active phase re-
dispersion, inactive phases and poisons removal, in the condition of 100ºC, 1500 psi
and 10% methanol, aid the catalytic activity recovery.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/20527 |
| Date | 14 December 2007 |
| Creators | Pimentel, Hélio Oliveira |
| Contributors | Andrade, Heloysa Martins Carvalho, Mascarenhas, Artur José dos Santos, Souza, Márcio Nele de, Brandão, Soraia Teixeira, Brito, Suzana Modesto de Oliveira |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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