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)

• Processo: 18/12021-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Elisabete Moreira Assaf
• Beneficiário: Luiz Henrique Vieira
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/23581-5 - Desenvolvimento de catalisadores de metais atomicamente dispersos estabilizados por filmes finos através de deposição por camada atômica para aplicações em catálise, BE.EP.PD
• Assunto(s): Metano Metanol Catálise heterogênea Dióxido de cério
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catalisadores atomicamente dispersos | dióxido de cério | metais nobres | Metano | metanol | oxidação parcial direta | Catálise Heterogênea

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.

Publicações científicas

(7)

(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)

SILVA, ALISSON H. M. DA; VIEIRA, LUIZ H.; SANTANTA, CASSIA S.; KOPER, MARC T. M.; ASSAF, ELISABETE M.; ASSAF, JOSE M.; GOMES, JANAINA F.. Ethanol formation from CO2 hydrogenation at atmospheric pressure using Cu catalysts: Water as a key component. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 324, p. 11-pg., 2023-05-05. (18/23601-3, 17/05241-7, 18/24339-0, 17/08420-0, 18/12021-6, 15/06246-7, 20/15230-5)

LOPES, LARISSA B.; VIEIRA, LUIZ H.; ASSAF, JOSE M.; ASSAF, ELISABETE M.. Effect of Mg substitution on LaTi1-xMgxO3+delta catalysts for improving the C2 selectivity of the oxidative coupling of methane. CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 11, n. 1, p. 283-296, JAN 7 2021. (17/03623-0, 15/06246-7, 18/12021-6)

ROSSI, MARCO A.; VIEIRA, LUIZ H.; RASTEIRO, LETICIA F.; FRAGA, MARCO A.; ASSAF, JOSE M.; ASSAF, ELISABETE M.. Promoting effects of indium doped Cu/CeO2 catalysts on CO2 hydrogenation to methanol. REACTION CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 7, n. 7, p. 14-pg., 2022-04-07. (18/12021-6, 15/06246-7, 14/50279-4, 17/22671-5, 17/10154-6)

ROSSI, MARCO A.; RASTEIRO, LETICIA F.; VIEIRA, LUIZ H.; FRAGA, MARCO A.; ASSAF, JOSE M.; ASSAF, ELISABETE M.. Investigation of In Promotion on Cu/ZrO2 Catalysts and Application in CO2 Hydrogenation to Methanol. CATALYSIS LETTERS, v. N/A, p. 17-pg., 2022-10-21. (14/50279-4, 17/22671-5, 18/12021-6, 17/10154-6, 15/06246-7)

VIEIRA, LUIZ H.; ASSAF, JOSE M.; ASSAF, ELISABETE M.. Stabilization of atomically dispersed rhodium sites on ceria-based supports under reaction conditions probed by in situ infrared spectroscopy. Materials Letters, v. 277, OCT 15 2020. (14/50279-4, 18/12021-6, 15/06246-7)

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)

RASTEIRO, LETICIA F.; MOTIN, ABDUL; VIEIRA, LUIZ H.; ASSAF, ELISABETE M.; ZAERA, FRANCISCO. Growth of ZrO2 films on mesoporous silica sieve via atomic layer deposition. Thin Solid Films, v. 768, p. 6-pg., 2023-02-01. (14/50279-4, 17/22671-5, 19/22260-0, 18/12021-6, 15/06246-7)