Hidróxidos duplos lamelares (HDL) à base de cobre para produção de hidrogênio e outros produtos de valor agregado

Autor(es)

Rodrigo Morais Menezes dos Santos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2020-04-29.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2020-04-08
• Orientador: Celso Valentim Santilli

Resumo

Atualmente, os problemas associados ao uso de combustíveis fósseis têm sido um tema de grande preocupação, gerando interesse em processos baseados no uso de energia limpa e renovável. O etanol produzido de fontes renováveis vem se mostrando vantajoso em vários aspectos e promissor na substituição e/ou complementação da petroquímica no futuro, na obtenção de diversos produtos de valor agregado. Os hidróxidos duplos lamelares (HDL) e seus derivados têm recebido muita atenção nas últimas décadas devido a importantes aplicações, particularmente em catálise, com vantagens relacionadas à uniforme distribuição dos cátions metálicos em sua estrutura, a nível atômico, além da flexibilidade de composições. Além disso, quando submetidos a um tratamento térmico, os HDL dão origem a nanopartículas metálicas estáveis e altamente dispersas em uma matriz de óxido misto com forte interação metal-suporte. Neste trabalho foram sintetizados catalisadores derivados de CuZnAl-HDL contendo 0, 5, 10 e 20% m/m de cobre, avaliando suas características e sua eficiência na reação de desidrogenação do etanol (EDR). Os catalisadores foram analisados por um conjunto de técnicas, com destaque para a caracterização por quick-XAS das espécies de Cu e Zn envolvidas nas etapas de formação do catalisador e reação em condições operando. Por meio do uso de ferramentas quimiométricas, como MCR-ALS no tratamento dos conjuntos de dados, foi observado que o teor de cobre no catalisador influencia na composição das fases presentes no suporte, fornecendo diferentes composições de nano­ZnO, nano-ZnAl2O4 e um intermediário identificado como pré-núcleo tetraédrico (TPN) de zinco. Por sua vez, a composição do suporte, modifica as propriedades texturais dos catalisadores e, sobretudo o tamanho de nanopartículas e dispersão da fase ativa, relacionados com a atividade dos catalisadores. Estudando diferentes rotas de ativação, foi observada uma maior atividade relacionada a uma mistura de espécies Cu+:Cu0 em relação às espécies de Cu0, mas com alta instabilidade das espécies de Cu+ em condições de maiores conversões (temperaturas e teores de cobre mais altos). Adicionalmente, os resultados mostram a importância do suporte na dispersão da fase ativa e estabilidade, em que o uso de precursor de HDL mostrou interessantes propriedades a serem aplicadas em uma ampla variedade de reações catalíticas. (AU)

• Processo FAPESP: 15/23410-5 - Hidróxidos duplos lamelares à base de cobre para produção de hidrogênio e outros produtos de valor agregado
• Beneficiário: Rodrigo Morais Menezes dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado