Nanopartículas de Ga-Ni suportados em sílica porosa para a síntese de metanol a partir do CO2 em baixas pressões

• Processo: 17/22671-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2018
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Elisabete Moreira Assaf
• Beneficiário: Letícia Fernanda Rasteiro
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/22260-0 - Controle em nível sub-monocamada do crescimento de filmes de ZrO2 sobre suportes de sílica mesoporosa ordenados e adaptação de interface de catalisadores de Ni-Ga por deposição de camada atômica (DCA), BE.EP.DR
• Assunto(s): Catálise heterogênea Nanopartículas metálicas Sílica Metanol Dióxido de carbono Hidrogenação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Hidrogenação do CO2 | metanol | Nanomateriais | Ni-Ga | Suportes básicos | Suportes de SiO2 | Catálise Heterogênea

Resumo

Atualmente o metanol, um dos principais produtos de interesse da indústria química, é produzido a partir do gás de síntese (CO/H2) em um processo a alta pressão (50-100 bar) utilizando como catalisador Cu/ZnO/Al2O3. O aumento na demanda mundial por metanol previsto para os próximos anos torna necessário o desenvolvimento de processos alternativos, seletivos e de baixo custo para a sua síntese. Uma rota alternativa que tem ganhado muita atenção nos últimos anos é o conhecido CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage), que além da captura e estocagem do CO2, proveniente de diversas fontes estacionárias e móveis, o transforma em produtos de maior valor agregado, como o metanol. Esta rota participa das atuais tecnologias de abatimento de CO2 (CO2 abatement). Dentre os catalisadores utilizados para a reação de hidrogenação do CO2 para formação de metanol, a grande maioria são a base de Cu e pouco estudo ainda foi feito com catalisadores a base de outros metais. Neste projeto, catalisadores de Ni-Ga suportados e não suportados serão avaliados na reação em condições de baixa pressão. Pretende-se realizar o estudo da composição da liga buscando as melhores propriedades catalíticas, através da síntese utilizando um método assistido por surfactante, que pode atuar no controle do tamanho e homogeneidade das partículas formadas. O controle da porosidade do suporte também será avaliado de modo a buscar dimensões da ordem de mesoporos, pois estes possibilitam uma boa dispersão da fase metálica. Também pretende-se modificar a basicidade do suporte e avaliar este efeito sobre a atividade e seletividade catalíticas, visto que a adsorção do CO2 ocorre em sítios básicos do catalisador sendo estes essenciais para uma alta seletividade a metanol. Técnicas de caracterização in situ e operando (XPD, XAS, DRIFTS) serão utilizadas a fim de obter uma correlação atividade/propriedade do catalisador e informações acerca do mecanismo reacional. (AU)

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)

RASTEIRO, LETICIA F.; ROSSI, MARCO A. L. S.; ASSAF, JOSE M.; ASSAF, ELISABETE M.. Low-pressure hydrogenation of CO2 to methanol over Ni-Ga alloys synthesized by a surfactant-assisted co-precipitation method and a proposed mechanism by DRIFTS analysis. CATALYSIS TODAY, v. 381, n. SI, p. 261-271, DEC 1 2021. (14/50279-4, 17/22671-5, 15/06246-7, 17/10154-6)

RASTEIRO, LETICIA F.; DE SOUSA, RAFAEL A.; VIEIRA, LUIZ H.; OCAMPO-RESTREPO, VIVIANNE K.; VERGA, LUCAS G.; ASSAF, JOSE M.; DA SILVA, JUAREZ L. F.; ASSAF, ELISABETE M.. Insights into the alloy-support synergistic effects for the CO2 hydrogenation towards methanol on oxide-supported Ni5Ga3 catalysts: An experimental and DFT study. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 302, MAR 2022. (17/11631-2, 15/06246-7, 19/05561-7, 18/21401-7, 18/12021-6, 14/50279-4, 17/22671-5, 19/22260-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

RASTEIRO, Letícia Fernanda. Estudo de catalisadores do tipo Ni-Ga para a síntese de metanol a partir da hidrogenação do CO2 em baixas pressões. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.