Desidroaromatização de etano com CO2 usando óxidos mistos de Ga, Zn e Mg derivados de HDL sobre a zeólita HZSM-5

• Processo: 24/12434-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 25 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Elisabete Moreira Assaf
• Beneficiário: Gabriel Liscia Catuzo
• Supervisor: Jeffrey T Miller
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Purdue University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 23/10582-9 - Reações tandem de redução de CO2 e desidroaromatização do etano sobre catalisadores bifuncionais de zeólita/hidróxidos duplos lamelares, BP.PD
• Assunto(s): Dióxido de carbono Hidróxidos duplos lamelares Catálise heterogênea
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catalisadores de óxidos mistos | Co2 | Desidrogenação do etileno | Hidróxidos Duplos Lamelares | Catálise Heterogênea

Resumo

Esta proposta de colaboração internacional visa avançar no desenvolvimento e na otimização de catalisadores de óxidos mistos derivados de hidróxidos duplos lamelares (HDL) para a hidrogenação de etano em compostos BTX utilizando CO2 como um oxidante moderado. Estudos preliminares focados na conversão de etano em etileno demonstraram que átomos de Ga, em comparação com V e Mn, são significativamente mais ativos na etapa de desidrogenação oxidativa. Consequentemente, o gálio foi selecionado como um componente de um compósito tandem formado por óxidos mistos de Ga, Zn e Mg derivados de HDL, que serão ancorados em uma zeólita do tipo ZSM-5. Esta estratégia visa aumentar a produção de BTX. No entanto, alguns desafios nesta pesquisa incluem, por exemplo, a determinação da proporção mássica ideal entre os componentes de óxidos mistos e zeólita para maximizar o rendimento de BTX e controlar a distribuição dos produtos. A interação entre esses óxidos e a estrutura da zeólita é crucial, pois influencia a atividade catalítica e a estabilidade do catalisador nas condições de reação. Espécies de Zn, particularmente na forma de (Zn-O-Zn)2+, são cruciais no processo catalítico, mas também representam desafios relacionados à desativação nas condições redutivas da reação, operada sob alta temperatura. Além disso, o comportamento redutivo dos átomos de gálio em diferentes métodos de síntese e a influência de diferentes espécies de Ga ainda estão em debate. Nesse contexto, a experiência e os recursos disponíveis no grupo do Prof. Dr. Miller serão essenciais para a realização de várias técnicas avançadas de caracterização para examinar o efeito das fases ativas do catalisador e identificar as condições ideais para a preparação dos catalisadores, visando aumentar a atividade catalítica, obtendo-se alta seletividade para compostos aromáticos.