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Relação entre tamanho, composição e estrutura de nanopartículas de Co-Ni e sua influência sobre as propriedades catalíticas na reforma a vapor do etanol

Processo: 13/10858-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2014
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:José Maria Correa Bueno
Beneficiário:Adriano Henrique Braga
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Níquel   Reforma   Cobalto   Catálise   Etanol   Hidrogênio

Resumo

Neste projeto propomos os estudos para desenvolvimento de catalisadores a base de Ni e Co, "reais" e "modelo" para reforma a vapor do etanol (RVE), bem como o desenvolvimento de métodos de caracterização in situ. Os efeitos da variação da composição Co/Ni e carga de metal em sistemas bimetálicos serão avaliados visando o controle do acúmulo de carbono e minimização da formação de metano durante a reação de reforma. Os catalisadores serão preparados por diferentes técnicas que visem obter diferentes tamanhos de partícula. Tem-se observado que estes parâmetros (tamanho de partícula e composição metálica) influenciam tanto a formação de metano (indesejável do ponto de vista de rendimento de H2) quanto no acúmulo de carbono. Observa-se a formação de um espinélio M+2(M+3)2O4 em catalisadores bimetálicos Co-Ni e este óxido misto quando reduzido pode formar uma liga Co-Ni, conforme sugerem os dados da literatura. A formação de liga influencia a deposição de carbono sobre a superfície do catalisador durante a RVE, o que pode ser atribuído à mudança das propriedades eletrônicas com a adição de Co ao Ni, devido ao deslocamento do centro da banda d dos metais com relação ao nível de Fermi. Espécies de óxido (MO) na superfície das nanopartículas dos metais (M0) podem ser formadas quando sob a atmosfera de RVE. As propriedades de oxi-redução e densidade das espécies de óxidos na superfície do catalisador devem depender do tamanho das partículas e de suas propriedades eletrônicas na superfície do metal. Estas espécies de óxidos devem auxiliar na oxidação do carbono formado durante a RVE sobre a superfície de metais, a qual seria representada pelas reações M0+ H2O” MO + H2 e C-M0 + MO” CO + 2M0. Espera-se assim que o estudo de como os pontos chave citados afetam as propriedades catalíticas levará ao entendimento da reação e consequentemente a catalisadores estáveis para reforma a vapor do etanol.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BRAGA, ADRIANO H.; RIBEIRO, MAURO C.; NORONHA, FABIO B.; GALANTE, DOUGLAS; BUENO, JOSE M. C.; SANTOS, JOAO B. O. Effects of Co Addition to Supported Ni Catalysts on Hydrogen Production from Oxidative Steam Reforming of Ethanol. ENERGY & FUELS, v. 32, n. 12, p. 12814-12825, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
MIZUNO, STEFANIE C. M.; BRAGA, ADRIANO H.; HORI, CARLA E.; SANTOS, JOAO BATISTA O.; BUENO, JOSE MARIA C. Steam reforming of acetic acid over MgAl2O4-supported Co and Ni catalysts: Effect of the composition of Ni/Co and reactants on reaction pathways. CATALYSIS TODAY, v. 296, n. SI, p. 144-153, NOV 1 2017. Citações Web of Science: 11.
BRAGA, ADRIAND H.; SODRE, ELAINE R.; SANTOS, JOAO BATISTA O.; DE PAULA MARQUES, CLELIA M.; BUENO, JOSE MARIA C. Steam reforming of acetone over Ni- and Co-based catalysts: Effect of the composition of reactants and catalysts on reaction pathways. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 195, p. 16-28, OCT 15 2016. Citações Web of Science: 22.

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