dc.contributor.author | Ramon, Adriana Paula | |
dc.date.accessioned | 2020-10-06T22:34:50Z | |
dc.date.available | 2020-10-06T22:34:50Z | |
dc.date.issued | 2020-08-27 | |
dc.identifier.citation | RAMON, Adriana Paula. Combinação de óxidos mistos aplicados como catalisadores na reação de reforma seca do metano para produção de gás de síntese. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13321. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13321 | |
dc.description.abstract | Dry reforming of methane (DRM) is a promising process in synthetic gas generation with a low H2/CO ratio. The generation of syngas is of great industrial interest in a number of processes, in particular in the production of liquid fuels via Fischer-Tropsch synthesis. The main problems in DRM are the large formation of carbon deposition over the catalyst. In an attempt to overcome this problem, different supports consisting of mixed oxides with stable structure such as pyrochlore and perovskite types have been developed. In this work we studied the effect of several parameters in the proposed syntheses, as well as the comparison between the modified Pechini, sol-gel, coprecipitation and hydrothermal methods. Besides that, we studied the effect of metal loading on activity in the DRM over the catalysts synthesized by sol-gel method. These catalysts were characterized by several techniques and some were tested at the DRM at temperatures between 600 to 900 °C, in addition they were tested at short-term stability at 600 and/or 850 °C. X-ray diffraction analysis showed the formation of pyrochlore La2Ce2O7-δ and perovskite LaNiO3 phases in all four synthesis methods, moreover, in the samples synthesized by coprecipitation and hydrothermal methods NiO was also present. In addition to these phases, the principal component analysis applied to the X-ray absorption near edge structure (XANES) during temperature programmed reduction data showed the presence of defect perovskite La2Ni2O5. The catalytic tests showed that regardless of the synthesis method and nickel loading, all catalysts were stable during the short-term stability test at 600 and/or 850 °C. The material synthesized by hydrothermal method showed the highest conversions and yields at temperatures from 600 to 900 °C. In addition, at 850°C the conversion was ~90% and lead to a preferential stoichiometric reaction pathway, which is ideal for the DRM reaction. The better performance in this material was related to the greater interaction between nickel and cerium. Further, the H2/CO ratio varied from 0,5 to 0,9, depending on the material and the reaction conditions. Moreover, the reaction mechanism proposed in these materials at 600 °C takes into account the intermediates CHx and OH, which were observed in APXPS analysis. Through the APXPS and thermogravimetric analyzes after stability test, it was revealed no significant carbon deposition in the samples (<2% wt). | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Reforma seca (CO2) do metano | por |
dc.subject | Gás de síntese | por |
dc.subject | Pirocloro | por |
dc.subject | Perovskita | por |
dc.subject | Dry (CO2) reforming of methane | eng |
dc.subject | Synthesis gas | eng |
dc.subject | Pyrochlore | eng |
dc.subject | Perovskite | eng |
dc.title | Combinação de óxidos mistos aplicados como catalisadores na reação de reforma seca do metano para produção de gás de síntese | por |
dc.title.alternative | Dry reforming of methane over mixed oxides for syngas production | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Assaf, José Mansur | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9563312407691130 | por |
dc.description.resumo | A reforma seca do metano (RSM) é um processo promissor na geração de gás de síntese com baixas razões molares entre H2 e CO. O gás de síntese desperta grande interesse industrial em diversos processos, como na obtenção de combustíveis líquidos pelas reações de síntese de Fischer-Tropsch. O maior problema da RSM é a formação de depósitos de carbono sobre o catalisador, que leva à sua desativação. Para contornar esse problema, diferentes suportes formados por óxidos mistos com estruturas estáveis vêm sendo desenvolvidos, como os óxidos dos tipos pirocloro, perovskita e espinélio. Neste trabalho, foram estudados e comparados catalisadores com mistura de óxidos mistos dos tipos pirocloro e perovskita, preparados pelos métodos de Pechini modificado, sol-gel, coprecipitação e hidrotérmico. Foram avaliados os efeitos de diversos parâmetros nas sínteses propostas, além do o efeito do teor de níquel na síntese de sol-gel. Esses materiais foram caracterizados por diversas técnicas e alguns testados na RSM, em temperaturas entre 600 a 900 °C, além de teste de estabilidade de curta duração a 600 e/ou 850 °C. As análises de difração de raios X mostraram que nos quatro métodos testados ocorreu a formação das fases pirocloro La2Ce2O7-δ e perovskita LaNiO3, além da fase NiO nas amostras sintetizadas pelos métodos hidrotérmico e coprecipitação. Além dessas fases, a análise de componentes principais nos dados de espectroscopia de absorção de raios X próxima à borda (XANES) durante a redução, mostrou a presença de uma perovskita com deficiência em oxigênio de composição La2Ni2O5. Os testes catalíticos mostraram que, independentemente do método de síntese e do teor de níquel, todos os catalisadores foram estáveis em testes de curta duração tanto a 600 quanto a 850 °C. O catalisador sintetizado pelo método hidrotérmico apresentou as maiores conversões e rendimentos em temperaturas de 600 a 900 °C. Além disso, em 850 °C obteve conversões de ~90% e direcionou o caminho reacional de maneira preferencialmente estequiométrica, o que é ideal para a reação de RSM. O melhor desempenho desse material foi relacionado com a maior interação entre níquel e cério. A razão H2/CO produzido variou de 0,5 a 0,9, dependendo do material e das condições de reação utilizadas. Ademais, o mecanismo reacional proposto nesses materiais a 600 °C leva em consideração os intermediários CHx e OH, os quais foram observados na análise de APXPS in situ. Através das análises de APXPS e termogravimétrica após teste de estabilidade, observou-se que não houve formação significativa de depósitos de carbono nas superfícies dos catalisadores (<2% m/m). | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP 2016/16329-0 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP 2019/01265-4 | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq 149140/2016-9 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/6638732964385112 | por |