Nome do aluno: Ítalo Oliveira Monteiro
Orientadores: Cristiane Assumpção Henriques e Alexandre Barros Gaspar
Instituição: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química / Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Regional: 2 (Rio de Janeiro, Minas Gerais e Espírito Santo)
Data da defesa: 9 de março de 2020
Local da defesa: PPGEQ/IQ/UERJ – Rio de Janeiro
Resumo: Uma série de óxidos mistos Zn-Al promovidos com Ce, La ou Zr (X) obtidos por decomposição térmica a 550 °C de precursores com estruturas tipo hidrotalcita foi testada como catalisadores heterogêneos básicos na síntese de carbonato de glicerol - uma alternativa promissora para a recuperação de glicerol da indústria de biodiesel. Os óxidos mistos têm razão molar Zn/Al fixada em 2, enquanto as razões molares X/Al utilizadas foram 0,02 ou 0,3. As propriedades físico-químicas dos óxidos mistos foram investigadas por espectroscopia de emissão por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), difração de raios-X (DRX), adsorção-dessorção de N2 a -196 °C, termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG-DTG-DSC) e dessorção à temperatura programada de CO2 (TPD-CO2). As atividades catalíticas dos óxidos mistos foram avaliadas na síntese do carbonato de glicerol (CG) a partir da reação de transcarbonatação do dimetilcarbonato (DMC) com glicerol (proporção molar 4:1) sob condições reacionais brandas (100 °C, pressão atmosférica). Os testes catalíticos mostraram que a força e a densidade dos sítios básicos estão diretamente ligadas à capacidade dos óxidos mistos em sintetizar o CG. Todos os catalisadores foram 100 % seletivos ao CG nas condições estudadas. O óxido misto de Zn-Al modificado por La no teor molar X/La = 0,3 apresentou o melhor desempenho entre os catalisadores testados, atingindo 15% de rendimento após 2,5 h de reação. A incorporação do Zr como promotor resultou em sítios com força básica reduzida e menores rendimentos a CG. Os óxidos mistos promovidos com Ce não apresentaram correlação entre suas propriedades básicas e seus desempenhos catalíticos.
Palavras-chave: Carbonato de glicerol. Glicerol. Dimetilcarbonato. Catalisadores básicos. Transcarbonatação. Óxidos mistos Zn-Al
Autor: Dayana Lizeth Sánchez Pinzón
Orientador(es): Martin Schmal e Fabio Souza Toniolo
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Regional: Rio de Janeiro/RJ
Data da defesa: 04 de outubro de 2019
Local da defesa: CT/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ
Resumo: As tecnologias baseadas no H2 são uma alternativa eficiente para produzir energia sustentável. As células a combustível são dispositivos eletroquímicos que funcionam com H2 puro. Industrialmente, a reforma de combustíveis fósseis é a tecnologia mais empregada para a obtenção de hidrogênio, no entanto, o gás de síntese derivado apresenta um teor de CO inapropriado. A reação CO-PROX é usada para tratar estas correntes. Metais nobres são utilizados como catalisadores, contudo, alguns metais de transição estão sendo empregados devido ao seu alto potencial. Neste sentido, catalisadores metálicos à base de CuO e CeO2 e suportados em nanotubos de carbono (NTCs) foram sintetizados por impregnação ao ponto úmido. Os precursores (CuO e CeO2) foram depositados seletivamente na superfície interna e/ou externa dos NTCs. As propriedades físicoquímicas dos catalisadores foram avaliadas por Fisissorção de N2, TGA, DRX, Espectroscopia RAMAN, TPD-He, TPR-H2, TPSR, MEV, MET e XPS e foram testados na reação CO-PROX. Os resultados confirmaram a deposição dos precursores metálicos. Foram encontradas as fases de CeO2 e CuO com distâncias interplanares de 0,32 e 0,27 nm, respectivamente, e tamanhos médios de partícula na faixa de 4,5 – 8,0 nm para CeO2 e CuO. Na superfície dos catalisadores foram identificadas as espécies Ce4+, Ce3+, Cu2+ e Cu1+. A interação entre os óxidos metálicos e a superfície interna dos NTCs favoreceu a atividade catalítica. Os catalisadores apresentaram boa atividade e estabilidade catalítica. A metodologia de síntese foi eficiente, conseguindo controlar a deposição seletiva (superfície interna e/ou externa dos NTCs) dos precursores de CeO2 e/ou CuO.
Palavras-chave: Nanotubos de carbono, Catalisadores de cobre/cério, Oxidação de CO
