Estudo da superfície de catalisadores de Cu-Ga/ZrO2 para a síntese de metanol

Resumo

Na última década, a química do dióxido de carbono tem atraído grande atenção devido ao seu elevado interesse comercial e à sua utilização como substrato para a produção de combustível limpo. A reciclagem de CO2 na forma de metanol pode ser considerada um sistema catalítico de alto interesse da indústria, uma vez que o metanol é uma matéria-prima vital para as indústrias petroquímica e química. Neste sentido, a produção de metanol através da hidrogenação de CO2 é uma das reações promissoras, efetivas e econômicas para a utilização de CO2, e pode ser uma chave para reduzir as emissões atmosféricas, além de ajudar a satisfazer as demandas de energia. O objetivo desta proposta é melhorar a compreensão das interações dos sítios ativos superficiais do catalisador durante o processo da conversão de CO2 em metanol através de catalisadores contendo Cu-Ga/ZrO2 sob condições realistas (temperatura e elevada pressão). Para este trabalho, os catalisadores de Cu-Ga/ZrO2 foram sintetizados através do método de co-precipitação assistida por surfactante usando Pluronic (P-123) como o surfactante. Os catalisadores serão avaliados através de técnicas operando e in situ no Laboratório Nacional de Brookhaven (EUA). Caracterizações em pressão ambiente, como AP-XPS e in situ Espectroscopia de Infravermelho, serão utilizadas para determinar a força de adsorção do CO2 e os principais intermediários da reação. Além disso, as caracterizações operando e in situ tais como: TEM, XRD e Absorção de Raios X utilizando a fonte de luz sincrotron, serão utilizadas para avaliar os efeitos morfológicos, as propriedades eletrônicas e estruturais dos catalisadores sob condições da reação. Assim, esperamos identificar os intermediários ativos mais importantes para a produção de metanol a partir da reação de hidrogenação de CO2 em condições realistas. Mecanismos de reação, bem como os efeitos morfológicos, propriedades eletrônicas e estruturais dos catalisadores com foco em aumentar a sua seletividade e ajuste do nosso sistema catalítico.