Banca de QUALIFICAÇÃO: GINEIDE CONCEICAO DOS ANJOS

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GINEIDE CONCEICAO DOS ANJOS
DATA : 16/03/2017
HORA: 10:00
LOCAL: Auditório do NUPRAR 2º. Andar
TÍTULO:

ynthesis and Characterization of bimetal catalysts based on Nickel and Cobalt supported on diatomite for dry reforming of methane.

PALAVRAS-CHAVES:

diatomite, nickel, cobalt, hydrogen and dry reform.

PÁGINAS: 100
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
SUBÁREA: Materiais Não-Metálicos
ESPECIALIDADE: Cerâmicos
RESUMO:

Due to the environmental demands in the past years, the search for more environmental-friendly fuels has intensified. The utilization of hydrogen gas as energetic vector has been highlighted in this scenario in a way that researches of its production have grown substantially. The main utilized routes for the hydrogen obtainment are the catalytic reform reactions, in which the development of adequate catalysts became an essential tool in these processes. However, the major difficulty in these reactions to produce H₂ is to find stable catalysts for longer periods, that are resistant to the carbon accumulationand selective to the formation of hydrogen gas. The catalytic support present an important role in the reform reactions, proportionating a good dispersion and avoiding the active phase synthetization, influencing in a positive way the reactivity and stability of the catalyst. In this context, the diatomite, an amorphous sediment originated from frustules, unicellular algae skeletons, has been studied as a natural catalyst support. Because of that, this work utilized the diatomite as a catalyst support for the dispersing of Ni and/or Co metallic phases, and, posteriorly, evaluate the obtained catalysts in the dry reforming methane process. The mono and bimetallic catalysts with different concentrations were prepared by moist impregnation, with posterior calcination. The support and catalysts were submitted to the following characterizations: X-ray diffraction (XRD), adsorption and desorption of N₂ isothermal analysis, thermogravimetric analysis (TGA/DTG), x-ray fluorescence (XRF), temperature programmed reduction (TPR), and scanning electron microscopy (SEM). The catalytic tests were performed in a quartz fixed-bed reactor coupled to a mass spectrophotometer. The results indicated that all the catalysts presented a good catalytic activity, with higher conversion rates and yields of CH₄, CO₂ and H₂ superior to 80%. In all tests, the H₂/CO ratio evolution was close to 1. However, the bimetallic catalyst NiCo/D showed the best stability and catalytic activity if compared to the other studied catalysts. Aiming to increase this efficiency, cerium and lanthanum promoters were added to these catalysts. The adding of cerium did not change the yields of the NiCo/D catalyst, while the lanthanum adding increased significantly the yield of H₂ and in the H₂/CO ratio, showing that the diatomite is a promissory for Nickel and/or Cobalt, and that the NiCo/D is a prominent catalyst for dry reform processes.

 

 

Devido às exigências ambientais, nos últimos anos têm se intensificado as buscas por combustíveis menos nocivos ao meio ambiente. Nesse cenário vem ganhado destaque a utilização de gás hidrogênio como vetor energético, de maneira a impulsionar o crescimento de pesquisas que visam sua produção. As principais rotas utilizadas na obtenção do hidrogênio são as reações de reforma catalítica, na qual o desenvolvimento de catalisadores adequados tornou-se uma ferramenta essencial nesses processos. Entretanto, a maior dificuldade das reações para produção de H₂ é encontrar catalisadores estáveis por longos períodos, que sejam resistentes ao acúmulo de carbono e seletivos à formação de gás hidrogênio. O suporte catalítico apresenta papel importante nas reações de reforma, proporcionando uma boa dispersão e evitando a sinterização da fase ativa, influenciando de maneira positiva a reatividade e estabilidade do catalisador. Neste contexto, a diatomita, um sedimento amorfo originado a partir de frústulas ou carapaças de organismos unicelulares vegetais, vem sendo estudada como suporte catalítico natural. Devido a isso, neste trabalho utilizou-se a diatomita como suporte catalítico para dispersar as fases metálicas de Ni e/ou Co, e, posteriormente avaliar os catalisadores obtidos no processo de reforma a seco do metano. Os catalisadores monometálicos e bimetálicos com diferentes concentrações foram preparados via impregnação úmida e depois calcinados. O suporte e os catalisadores foram submetidos às seguintes caracterizações: difração de raios X (DRX), análises de isotermas de adsorção e dessorção de N₂, análise termogravimétrica (TG/DTG), fluorescência de raios X (FRX), temperatura programada de redução (TPR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os testes catalíticos foram realizados em um reator de leito fixo de quartzo, acoplado a um espectrômetro de massa. Os resultados indicaram que todos os catalisadores apresentaram boa atividade catalítica, com níveis máximos de conversão e rendimento de CH₄, CO₂ e H₂ acima de 80%. Em todos os testes a evolução da razão H₂/CO obtidas foram próximas de 1. Todavia, o catalisador bimetálico NiCo/D ( Níquel e Cobalto suportados em Diatomita) apresentou a melhor estabilidade e atividade catalítica em comparação aos demais catalisadores, visando aumentar essa eficiência foram adicionados promotores de cério e lantânio a esse catalisador. A adição do  cério não alterou os rendimentos do catalisador NiCo/D, já com a adição do lantânio houve um aumento significativo no rendimento de H₂ e na razão H₂/CO, demonstrando que a diatomita é um suporte promissor para este catalisador e para a reação catalítica de reforma a seco.  

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349770 - DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
Externo ao Programa - 2302898 - ELEDIR VITOR SOBRINHO
Interno - 1308577 - SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER