Estudo de catalisadores derivados da chabazita para aplicação em reações de hidrogenação de CO2 a produtos

Resumo

O CO2 proveniente de fontes antropogênicas é o principal causador das alterações climáticas. Nos últimos 400 mil anos a sua concentração oscilou, mas nunca esteve acima de 300 ppm. Após a industrialização a sua concentração tem subido intensamente, tendo cruzado a marca de 400 ppm. Estudos recentes mostram que a captura e utilização de dióxido de carbono é a melhor alternativa para mitigação de sua concentração na atmosfera, pois a sua conversão em combustíveis não só ajudará na minimização do nível de CO2, mas também proporcionará fonte alternativa de energia e produtos. Existem dois procedimentos catalíticos que vêm sendo estudados. O primeiro é produção de gás de síntese (CO + H2) a partir do CO2 para posterior conversão a hidrocarbonetos via reação Fisher-Tropsch. O segundo é a conversão em três etapas: (1) hidrogenação de CO2 a metano, (2) conversão de metano a metanol e finalmente (3) a conversão de metanol a produtos. Este segundo método é interessante, pois as etapas (2) e (3) poderiam ser integradas utilizando catalisadores bifuncionais. Neste contexto, este projeto tem o objetivo de contribuir para a cadeia de conversão de CO2 a produtos ao estudar a etapa (3), com a conversão de metanol a olefinas (eteno e propeno) utilizando catalisadores SAPO-34 micro/mesoporosos. A reação ocorre com a formação de um "reservatório de hidrocarbonetos" nas cavidades da SAPO-34, com diâmetro cinético maior que o diâmetro dos poros de entrada, fazendo com que somente moléculas de diâmetro menor consigam sair dos poros. Por conta desta etapa, há a formação de compostos aromáticos que ficam retidos no interior das cavidades; levando a formação de coque e consequente desativação prematura. A estratégia utilizada para minimizar a formação de coque será o uso de catalisadores SAPO-34 micro/mesoporos, ou seja, com dois sistema de poros, preparados por procedimentos de dessilicalização e desaluminização em conjunto com tratamentos hidrotérmicos. Espera-se que estas estratégias apresentem melhorias na transferência de massa e diminuição da taxa de formação de coque em comparação com os seus homólogos microporosos tradicionais.