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Title: Estudo comparativo entre os suportes γ-Al2O3 e α-Al2O3 obtidos via combustão por micro-ondas para catalisadores de Ni no processo de reforma a seco do metano
Authors: Maziviero, Fernando Velcic
Keywords: Reforma a seco do metano;Gás de síntese;Síntese por combustão;Alfa alumina;Gama alumina;Ni/Al2O3
Issue Date: 9-Jul-2018
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: MAZIVIERO, Fernando Velcic. Estudo comparativo entre os suportes γ-Al2O3 e α-Al2O3 obtidos via combustão por micro-ondas para catalisadores de Ni no processo de reforma a seco do metano. 2018. 53f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal - RN, 2018.
Portuguese Abstract: O processo de reforma a seco do metano é uma tecnologia que utiliza dois dos gases causadores do efeito estufa (CO2 e CH4) para a produção de gás de síntese (H2 e CO) o qual possui várias aplicações industriais e é fonte de energia limpa. O processo ocorre com o CO2 atuando como agente oxidante do CH4 na presença de um catalisador heterogêneo. Dentre os catalisadores utilizados na reforma a seco do metano o níquel suportado em alumina (Al2O3) tem grande destaque devido a sua elevada estabilidade, altos valores de conversão e baixo custo quando comparados com catalisadores de metais nobres. Este trabalho tem como objetivo a preparação dos suportes Al2O3 nas fases gama (γ) e alfa (α) através do método de síntese por combustão assistida por micro-onda para a posterior impregnação com Ni como fase ativa e o teste de estabilidade catalítica frente ao processo de reforma a seco do metano. Os materiais preparados foram caracterizados com as técnicas de Difração de Raio X (DRX), Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) e Redução à Temperatura Programada (RTP). Os resultados demonstraram que a α-Al2O3 obtida apresenta alto grau de cristalinidade sem a presença de fases secundárias enquanto que a γ-Al2O3 apresenta estrutura amorfa característica desse tipo de material indicando que o método de síntese é bastante eficaz na preparação de pós de óxido de alumínio. No processo de reforma a seco do metano o catalisador Ni/γ-Al2O3 demonstrou melhor rendimento uma vez que apresentou taxas iniciais de conversão do CH4 e CO2 próximas de 90% e queda de apenas 14% durante as 20 horas de teste, já o catalisador Ni/α-Al2¬O3 obteve bons valores de conversão nos momentos iniciais se equiparando ao catalisador suportado em gama alumina, porém apresentou uma queda rápida e progressiva no desempenho finalizando as 20 horas de teste com taxas de conversão em torno de 45% para o CH4 e o CO2. O carbono depositado na forma de coque sobre a superfície do catalisador foi quantificado através de análise termogravimétrica (TG) e foi constatado que o catalisador suportado em alfa alumina produziu mais coque, motivo pelo qual foi atribuído a rápida queda no desempenho do catalisador.
Abstract: The dry reforming of methane process is a technology that uses two of the greenhouse gases (CO2 and CH4) to produce synthesis gas (H2 and CO) which has several industrial applications and is a source of clean energy. The process occurs with CO2 acting as oxidizing agent of CH4 in the presence of a heterogeneous catalyst. Among the catalysts used in the dry reforming of methane, the nickel supported in alumina (Al2O3) is outstanding due to its high stability, high conversion values and low cost when compared with noble metal catalysts. This work aims to prepare the Al2O3 substrates in the gamma (γ) and alpha (α) phases by means of the micro-wave assisted combustion synthesis method for subsequent impregnation with Ni as the active phase and the catalytic stability test process of methane reforming. The materials prepared were characterized by the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Programmed Temperature Reduction (RTP). The results showed that the α-Al2O3 obtained presents a high degree of crystallinity without the presence of secondary phases, whereas the γ-Al2O3 presents amorphous structure characteristic of this type of material indicating that the synthesis method is quite effective in the preparation of oxide powders aluminum. In the process of dry reforming of methane the Ni γ-Al2O3 catalyst showed a better yield since it had initial CH4 and CO2 conversion rates close to 90% and a drop of only 14% during the 20 hour test, the catalyst Ni/α-Al2O3 obtained good conversion values in the initial moments, equating to the catalyst supported in gamma alumina, but presented a rapid and progressive decrease in the performance finishing the 20 hours of test with conversion rates around 45% for the CH4 and CO2. The carbon deposited in the form of coke on the surface of the catalyst was quantified through thermogravimetric (TG) analysis and it was found that the catalyst supported on alpha alumina produced more coke, which was the reason why it was attributed the rapid drop in the performance of the catalyst.
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/7159
Other Identifiers: 2012959649
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