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Título: Síntese e caracterização dos catalisadores: Cu/NaY e Cu/Nb2O5/Al2O3, visando aplicação na reação de deslocamento gás-água
Título(s) alternativo(s): Synthesis and characterization of catalysts: Cu/NaY and Cu/Nb2O5/Al2O3, aiming application in gas-shift reaction water
Autor(es): Ferreira, Bruna Rodrigues
Orientador(es): Domingues, Roberta Carolina Pelissari Rizzo
Palavras-chave: Química
Catalisadores
Monóxido de carbono
Dióxido de carbono
Chemistry
Catalysts
Carbon monoxide
Carbon dioxide
Data do documento: 4-Abr-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: FERREIRA, Bruna Rodrigues. Síntese e caracterização dos catalisadores: Cu/NaY e Cu/Nb2O5/Al2O3, visando aplicação na reação de deslocamento gás-água. 2016. 81 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: A emissão de gases tóxicos provenientes da combustão incompleta da biomassa tem sido um dos grandes problemas enfrentados pela população e o meio ambiente nos dias atuais, sendo que dentre os poluentes gasosos está o monóxido de carbono, o qual pode causar grandes danos à saúde quando inalado. Este gás pode ser eliminado do meio ambiente através da reação de deslocamento gás-água (water gas shift reaction), a qual tem como objetivo converter o monóxido de carbono em gás carbônico, sendo este um gás menos tóxico para a saúde. No entanto, para que esta reação se processe é necessário à utilização de um catalisador, sendo a caracterização deste, de grande importância para justificar alguma das principais propriedades, tais como: morfologia, cristalinidade e análise textural. Com base nisto, o presente estudo teve como proposito a síntese e a caracterização de dois catalisadores: Cu/NaY e Cu/Nb2O5/Al2O3, ambos contendo a mesma fase ativa, mas com suportes distintos. Os mesmos foram preparados em forma de triplicata para o estudo da repetibilidade. O cobre como fase ativa já é empregada no catalisador comercial utilizado para esta reação, por apresentar elevada atividade catalítica e ser ao mesmo tempo viável economicamente. A síntese foi realizada por meio do método de impregnação úmida do metal, na zéolita NaY e no pentóxido de nióbio com alumina, partindo de uma solução de nitrato de cobre trihidratada (Cu(NO3)2.3H2O. E a caracterização dos catalisadores realizada através de análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplado à um espectrômetro de dispersão de energia (EDS), difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) e adsorção/dessorção de N2. Os resultados das análises evidenciaram as características distintas entre os dois catalisadores, comprovando a influência dos suportes. Também se obteve valores semelhantes para as triplicatas comprovando a boa repetibilidade da síntese. A comparação entre os resultados de caracterização mostra que o Cu/Nb2O5/Al2O3 foi o qual apresentou propriedades mais semelhantes ao catalisador comercial W230, o que o torna promissor para a aplicação na reação, porém para o Cu/NaY, os resultados identificaram ótimas propriedades catalíticas, como alta área superficial.
Abstract: The emission of toxic gases from the incomplete combustion of biomass has been one of the major problems faced by the population and the environment today, and among the gaseous pollutants are carbon monoxide, which can cause major damage to health when inhaled. This gas can be eliminated from the environment by the water gas shift reaction, which aims to convert carbon monoxide into carbon dioxide, which is a less toxic gas to health. However, for this reaction to proceed it is necessary to use a catalyst, and the characterization thereof, of great importance to justify some of the key properties, such as : textural analysis, crystallinity and morphology. Based on this, the present study had as purpose the synthesis and characterization of two catalysts: Cu/NaY and Cu/Nb2O5/Al2O3, both containing the same active phase, but with different supports. They were prepared in triplicate as for the study of repeatability. The copper as active phase, is already employed in the commercial catalyst used for this reaction, since it has high catalytic activity and be both economically viable. The synthesis carried out by means of wet impregnation of the metal, the zeolite NaY and niobium pentoxide with alumina starting from a solution of trihydrate copper nitrate (Cu(NO3)2.3H2O). The characterization of the catalysts was performed by analysis of scanning electron microscopy (SEM) coupled to an energy dispersive spectrometer (EDS), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy by Fourier transform (FT-IR) and N2 adsorption / desorption.The analysis results show the different characteristics between the two catalysts, proving the influence of the supports. Also obtained similar values for triplicates proving the good repeatability of synthesis. The comparison between characterization results showed that Cu/Nb2O5/Al2O3 was which had properties more similar to the commercial catalyst W230, which makes it promising for application in the reaction, but for Cu/NaY, the results indicate optimum properties catalytic, such as high surface area.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8852
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