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dc.contributor.authorBorges, Laís Reis
dc.date.accessioned2018-10-22T18:00:46Z
dc.date.available2018-10-22T18:00:46Z
dc.date.issued2018-08-17
dc.identifier.citationBORGES, Laís Reis. Catalisadores Pt/Al2O3 e CeO2/Pt/Al2O3 aplicados à reação deslocamento gás-água: efeito da composição nas propriedades estruturais e catalíticas. 2018. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10597.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10597
dc.description.abstractAlumina-supported platinum catalysts were synthesized via conventional impregnation varying the metal contents (0.3 to 2% Pt; 6 to 20% Ce, m / m) and the Pt precursors (H2PtCl6 and [Pt(NH3)4] (NO3)2), were evaluated for the structure-activity relationship in the water gas shift reaction (WGS). The results of the X-ray absorption spectroscopy analysis for the Pt/Al2O3 catalysts indicated different average sizes of metal platinum nanoparticles supported on alumina (0.7 and 1.4nm) as a function of the metal precursor, and an increase in the oxygen under the surface and/or under the metal-support interface with decreasing platinum/nanoparticle size. However, the inside and surface electron density has not been modified as indicated by the same Pt-Pt (2.75Å) and Pt-O (2.00Å) bond distances for all of the catalysts. Theoretical mechanical-quantum calculations indicated an insensitivity of the bond distances in clusters of Pt greater than 13 atoms with the addition of oxygen under the surface, suggesting that the synthesized samples are larger than this one, corroborating with the analysis of transmission electron microscopy. Infrared spectroscopy with CO adsorption (FTIR-CO) showed a distribution of metallic and slightly oxidized platinum species under the surface, and an increase of Pt0 sites of low coordination with the platinum content due to a lower coverage of the oxygen. These sites of low coordination presented a greater thermal stability of CO. As for the activity in the WGS reaction of the Pt/Al2O3 catalysts, the reaction frequency (TOF) decreased (0.5 to 0.2 s-1) with increasing platinum content (0.3 to 2% Pt), suggesting that fractions of the active sites under the samples with high platinum content, calculated by FTIR-CO, do not participate in the reaction due to the strong adsorption of CO. The addition of ceria on the Pt/Al2O3 catalysts decreased the number of Pt-Pt coordination and increased Pt-O, indicating a greater stabilization of the nanoparticles (average size ≤ 1nm) and a strong interaction of the Pt particles with CeOx species. However, in spite of the structural changes, there was no change in the surface electronic density of the Pt nanoparticles. The increase in the activity (TOF) of up to 10 times with the cerium content in relation to the non-promoted catalysts suggested that the activity was controlled by sites of Pt-O-Ce interface, which modified the reaction path. The presence of Cl under the promoted samples affected the redox properties of ceria, making it difficult to transfer oxygen and thus to increase the activity. Therefore, it can be affirmed that the structural properties allowed to identify the active sites that determine the catalytic performance in the WGS reaction.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectCatalisadores heterogêneospor
dc.subjectReação deslocamento gás-águapor
dc.subjectNanopartículas de platinapor
dc.subjectCériapor
dc.subjectEspectroscopia de absorção de raios Xpor
dc.subjectHeterogeneous catalystseng
dc.subjectGas-water displacement reactioneng
dc.subjectPlatinum nanoparticleseng
dc.subjectX-ray absorption spectroscopyeng
dc.titleCatalisadores Pt/Al2O3 e CeO2/Pt/Al2O3 aplicados à reação deslocamento gás-água: efeito da composição nas propriedades estruturais e catalíticaspor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Bueno, José Maria Corrêa
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0157452280626031por
dc.description.resumoCatalisadores de platina suportados em alumina e estes adicionados de céria, sintetizados via impregnação convencional variando os teores metálicos (0,3 a 2% Pt; 6 a 20% Ce, m/m) e os precursores de Pt (H2PtCl6 e [Pt(NH3)4](NO3)2), foram avaliados quanto à relação estrutura-atividade na reação deslocamento gás-água (WGS). Os resultados da análise de espectroscopia de absorção de raios X para os catalisadores Pt/Al2O3 indicaram diferentes tamanhos médios de nanopartículas de platina metálica suportadas na alumina (0,7 e 1,4nm) em função do precursor metálico, e um aumento da cobertura de oxigênio sob a superfície e/ou sob a interface metal-suporte com a diminuição do teor de platina/tamanho da nanopartícula. Contudo, a densidade eletrônica no interior e na superfície desta não foi modificada conforme é indicado pelas mesmas distâncias de ligações Pt-Pt (2,75Å) e Pt-O (2,00 Å) para todos dos catalisadores. Cálculos teóricos mecânico-quânticos indicaram uma insensibilidade das distâncias de ligação em clusters de Pt maiores que 13 átomos com a adição de oxigênio sob a superfície, sugerindo que a amostras sintetizadas são maiores que este, corroborando com a análise de microscopia eletrônica por transmissão. A espectroscopia de infravermelho com adsorção de CO (FTIR-CO) mostrou uma distribuição de espécies de platina metálica e levemente oxidadas sob a superfície, e um aumento de sítios Pt0 de baixa coordenação com o teor de platina devido a uma menor cobertura do oxigênio. Estes sítios de baixa coordenação apresentaram uma maior estabilidade térmica do CO. Quanto à atividade na reação WGS dos catalisadores Pt/Al2O3, a frequência de reação (TOF) diminuiu (0.5 a 0.2 s-1) com o aumento do teor de platina (0.3 a 2 %Pt), sugerindo que frações dos sítios ativos sob as amostras com alto teor de platina, calculados por FTIR-CO, não participam da reação devido à forte adsorção do CO. A adição da céria sobre os catalisadores Pt/Al2O3 diminuiu o número de coordenação Pt-Pt e aumentou o Pt-O, indicando uma maior estabilização das nanopartículas (tamanho médio ≤ 1nm) e uma forte interação das partículas de Pt com espécies CeOx. Contudo, apesar das mudanças estruturais, não houve mudança na densidade eletrônica superficial das nanopartículas de Pt. O aumento na atividade (TOF) de até 10 vezes com o teor de cério em relação aos catalisadores não promovidos, sugeriu que a atividade foi comandada por sítios de interface Pt-O-Ce, os quais modificaram a rota reacional. A presença do Cl sob as amostras promovidas afetou as propriedades redox da céria dificultando a transferência de oxigênio e assim o aumento da atividade. Portanto, pode-se afirmar que as propriedades estruturais permitiram identificar os sítios ativos que determinam o desempenho catalítico na reação WGS.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICApor
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9219091363286049por


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