Oxidação parcial do metano a metanol utilizando catalisadores de metais nobres (Rh, Pd ou Pt) atomicamente dispersos na superfície de CeO2 mesoporosos dopados (Ce1-xMxO2, M=Zr, Sn ou La)

Resumo

A abundância, o baixo custo e as preocupações ambientais relacionadas a emissão do metano na atmosfera têm intensificado as pesquisas para a valorização deste gás nos últimos anos. Atualmente, os processos que convertem de maneira eficiente o metano em álcoois ou olefinas são complexos e de custo elevado, pois requerem a etapa intermediária da reforma do metano em gás de síntese (CO e H2). Devido as dificuldades envolvidas no processo indireto, a conversão em álcoois e hidrocarbonetos maiores por rota direta e em condições reacionais brandas tem sido amplamente estudada. Um dos produtos de maior interesse na transformação direta do metano é o metanol, uma das mais importantes matérias-primas da indústria global e, que tem apresentado demanda anual crescente. Motivados pelo cenário atual da alta disponibilidade e busca imediata por processos de valorização, esta proposta apresenta o desenvolvimento de catalisadores de metais nobres atomicamente dispersos em suportes mesoporosos de dióxido de cério dopados para a conversão direta e eficiente do metano a metanol em condições reacionais brandas. As baixas energias de ativação e capacidade de estabilização das espécies intermediárias para formação do metanol fornecidas pelos sítios ativos atomicamente dispersos dos metais nobres, associados a alta mobilidade e capacidade de armazenamento de oxigênio característica dos suportes de CeO2 dopados podem ser propriedades determinantes para a obtenção de catalisadores eficientes para o processo. Através das informações obtidas pelas caracterizações físicas e químicas dos materiais, utilizando técnicas ex situ e in situ, serão determinadas as condições ideais de preparação e os mecanismos envolvidos na reação, a fim de estabelecer as condições adequadas de operação que levem à máxima produtividade.