Desenvolvimento de catalisadores de níquel e cobalto suportados em óxidos à base de céria e alumina para a reforma seca do biogás

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorMattos, Lisiane Veiga-
Autor(es): dc.contributorCoutinho, Ana Carla da Silveira Lomba Sant´Ana-
Autor(es): dc.contributorAzevedo, Israel Rangel-
Autor(es): dc.contributorSilva, Andressa Andrade Alves da-
Autor(es): dc.creatorChagas, Luiz Guilherme Cardoso das-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:46:52Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:46:52Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-09-10-
Data de envio: dc.date.issued2020-09-10-
Data de envio: dc.date.issued2019-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/14903-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/777434-
Descrição: dc.descriptionA conversão do biogás em um produto de alto valor agregado, como H2, através da reação de reforma seca do metano mostra-se promissora para a geração de energia renovável. Catalisadores à base de níquel são usualmente empregados, devido a sua alta atividade e baixo custo. Contudo, os mesmos são desativados ao longo da reação, em virtude do depósito de carbono sobre seus sítios ativos, sinterização e oxidação de sua fase metálica. O controle do tamanho da partícula de Ni feito através da utilização de um suporte com alta área específica associado a um material com propriedades redox, como CeO2 suportado em Al2O3, pode ser considerado como uma boa estratégia para mitigar a desativação catalítica. Além disso, diversos estudos indicam que catalisadores bimetálicos de Ni e Co apresentam um bom desempenho e estabilidade, durante a reação de reforma seca do metano. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho catalítico dos catalisadores: Ni/CeO2/Al2O3 (10% p/p de Ni), 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 (9% p/p de Ni e 1% p/p de Co) e 7Ni-Co/CeO2/Al2O3 (7% p/p de Ni e 3% p/p de Co) na reação de reforma seca do metano à 800ºC. Os metais foram impregnados ao suporte por via seca e, em seguida, as amostras foram calcinadas à 400ºC por 4 horas, sendo caracterizadas através de análises BET, DRX, FRX e TPR. Os resultados BET mostraram que os catalisadores apresentaram uma alta área específica, enquanto que o DRX exibiu as linhas de difração típicas do NiO, Co3O4, Al2O3 e CeO2. O FRX mostrou que a razão Ni/Co das amostras foram próximas da teórica e o TPR indicou que a adição de Co reduziu o grau de redução das amostras, em virtude da interação Ni-Co-CeO2/Al2O3. O ensaio catalítico à 800ºC mostrou que o catalisador 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 apresentou a maior conversão e estabilidade para a reação. Os resultados do ATG mostraram que houve formação de carbono em todas as amostras. As amostras Ni/CeO2/Al2O3 e 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 também foram estudadas nas temperaturas de 750ºC, 700ºC e 650ºC. Enquanto que o catalisador monometálico apresentou uma forte queda no desempenho catalítico com o decréscimo da temperatura, a queda na performance do catalisador bimetálico foi mais atenuada, em virtude da adição de Co. Além disso, o desempenho catalítico do 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 na temperatura de 700ºC foi superior ao do Ni/CeO2/Al2O3 à 800ºC. Assim, a adição de 1% em massa de Co ao catalisador de Ni, suportado em CeO2 e Al2O3 possibilitou a diminuição da temperatura de reação em até 100ºC, o que representa uma significativa redução na demanda energética desse processo.-
Descrição: dc.descriptionThe conversion of biogas into a high value-added product, such as H2, through the dry reform of methane reaction is a promising way for generation of renewable energy. Ni-based catalysts are commonly used due to their high activity and low cost. The major drawback of this technology is the catalyst deactivation that occurs due to carbon deposition on its active sites, sintering and oxidation of its metal phase. Several authors suggest the control of the Ni particle size, using a support with a high specific area and redox properties, such as CeO2 supported on Al2O3, in order to mitigate the catalytic deactivation. Furthermore, some studies showed that bimetallic catalysts based on Ni and Co have a good performance and stability during the dry reform of methane. Thus, the main goal of this paper was to evaluate the catalytic performance of the catalysts: Ni/CeO2/Al2O3 (Ni 10 wt%), 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 (Ni 9 wt% and Co 1 wt%) and 7Ni-Co/CeO2/Al2O3 (Ni 7 wt% and Co 3wt%), at 800ºC. The catalyst were prepared by incipient wetness impregnation followed by calcination at 400ºC for 4 hours. The samples were characterized through BET, DRX, FRX and TPR analyzes. The BET results showed that all the catalysts had a high specific area, while the DRX presented the typical diffraction lines of NiO, Co3O4, Al2O3 and CeO2. The FRX showed that Ni/Co ratio of the samples were close to the theoretical value and TPR indicated that the addition of Co reduced the samples reducibility degree, due to interaction of Ni-Co-CeO2/Al2O3. The catalytic tests at 800ºC showed that the catalyst 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 presented the greater activity and stability for the reaction. The TGA showed that there was carbon formation in all samples. Ni/CeO2/Al2O3 and 9Ni-Co/CeO2/ Al2O3 were also studied at the temperatures of 750ºC, 700ºC and 650ºC. While the monometallic catalyst presented a strong drop in its performance, as the temperature decreases, the drop of performance for the bimetallic catalyst was more attenuated, due to the addition of Co. Moreover, 9Ni-Co/CeO2/Al2O3 had a greater performance at 700ºC than Ni/ CeO2/Al2O3 at 800ºC. Thus, an addition of 1% of Co to Ni catalyst, supported on CeO2 and Al2O3, allowed to reduce the reaction temperature up to 100ºC, which represents a significant reduction in the energy demands of this process.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectReforma seca-
Palavras-chave: dc.subjectCatalisadores a base de Ni-Co-
Palavras-chave: dc.subjectProdução de hidrogênio-
Palavras-chave: dc.subjectCatálise-
Palavras-chave: dc.subjectBiogás-
Palavras-chave: dc.subjectProdução de hidrogênio-
Palavras-chave: dc.subjectDry reform of methane-
Palavras-chave: dc.subjectNi-Co catalysts-
Palavras-chave: dc.subjectHydrogen production-
Título: dc.titleDesenvolvimento de catalisadores de níquel e cobalto suportados em óxidos à base de céria e alumina para a reforma seca do biogás-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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