EFEITO DA COMPOSIÇÃO METÁLICA NAS PROPRIEDADES CATALÍTICAS DE Co E Ni PARA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

EFEITO DA COMPOSIÇÃO METÁLICA NAS PROPRIEDADES CATALÍTICAS DE Co E Ni PARA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

BRAGA, A. H.; OLIVEIRA, D. C. de; BUENO, J. M. C.; SANTOS, J. B. O.

Artigo:

O efeito da variação da composição Co/Ni em catalisadores visando modificação das propriedades para controle do acúmulo de carbono, perda de sítios devido à oxidação, e a minimização da formação de metano durante a reação de reforma, foi avaliado. Foram preparados catalisadores monometálicos de Ni e Co e bimetálico de Co e Ni, na relação 1Co:1Ni, por impregnação sobre MgAl2O4 no teor mássico de 8% de metal. A caracterização realizada aponta que existe formação de um espinélio, NiCo2O4, que ao ser reduzido forma uma liga entre os metais, e esta liga muda a interação das espécies adsorvidas e a distribuição dos produtos. Consequentemente ocorre diminuição da formação de metano. Espécies de oxigênio na superfície são mais reativas no catalisador bimetálico, favorecendo a oxidação do carbono formado durante a reação de reforma, sem a perda de sítios metálicos. Os catalisadores monometálicos mostraram formação de carbono, especialmente Ni devido à baixa concentração de Ni–O, e desativação por oxidação, no Co devido à perda de sítios pela formação de Co–O. Assim, o equilíbrio entre oxidação do carbono e ativação do etanol foi encontrado, diminuindo o acúmulo de C e a desativação catalítica.

O efeito da variação da composição Co/Ni em catalisadores visando modificação das propriedades para controle do acúmulo de carbono, perda de sítios devido à oxidação, e a minimização da formação de metano durante a reação de reforma, foi avaliado. Foram preparados catalisadores monometálicos de Ni e Co e bimetálico de Co e Ni, na relação 1Co:1Ni, por impregnação sobre MgAl2O4 no teor mássico de 8% de metal. A caracterização realizada aponta que existe formação de um espinélio, NiCo2O4, que ao ser reduzido forma uma liga entre os metais, e esta liga muda a interação das espécies adsorvidas e a distribuição dos produtos. Consequentemente ocorre diminuição da formação de metano. Espécies de oxigênio na superfície são mais reativas no catalisador bimetálico, favorecendo a oxidação do carbono formado durante a reação de reforma, sem a perda de sítios metálicos. Os catalisadores monometálicos mostraram formação de carbono, especialmente Ni devido à baixa concentração de Ni–O, e desativação por oxidação, no Co devido à perda de sítios pela formação de Co–O. Assim, o equilíbrio entre oxidação do carbono e ativação do etanol foi encontrado, diminuindo o acúmulo de C e a desativação catalítica.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0952-22172-179702

Referências bibliográficas

• [1] ALTHENAYAN, F. M. et al. Bimetallic Co–Ni/Al2O3 catalyst for propane dry reforming: Estimation of reaction metrics from longevity runs. Chem. Eng. Sci., v. 65, p. 66-73, 2010.
• [2] ANDONOVA, S. et al. Structure and redox properties of Co promoted Ni/Al2O3 catalysts for oxidative steam reforming of ethanol. Appl. Catal. B: Environmental, v. 105, p. 346-360, 2011.
• [3] ÁVILA-NETO, C. N. et al. Understanding the stability of Co-supported catalysts during ethanol reforming as addressed by in situ temperature and spatial resolved XAFS analysis. J. Catal., v. 287, p. 124-137, 2012.
• [4] JONES, G. et al., First principles calculations and experimental insight into methane steam reforming over transition metal catalysts. J. Catal., v. 259, p. 147-160, 2009.
• [5] LIBERATORI, J. W. C. et al. Steam reforming of ethanol on supported nickel catalysts. Appl. Catal. A: General, v. 327, p. 197-204, 2007.
• [6] RIBEIRO, R. U. et al. Colloidal Co nanoparticles supported on SiO2: Synthesis, characterization and catalytic properties for steam reforming of ethanol. Appl. Catal. B: Environmental, v. 91, p. 670-678, 2009.
• [7] TAKANABE, K.; NAGAOKA, K.; NARIAI, K.; AIKA, K. Titania-supported cobalt and nickel bimetallic catalysts for carbon dioxide reforming of methane. J. Catal., v. 232, p. 268-275, 2005.
• [8] van STEEN, E. et al., Stability of Nanocrystals:_x001F_ Thermodynamic Analysis of Oxidation and Re-reduction of Cobalt in Water/Hydrogen Mixtures. J. Phys. Chem. B., v. 109, p. 3575-3777, 2005.
• [9] ZHANG, J.; WANG, H.; DALAI, A. K., Development of stable bimetallic catalysts for carbon dioxide reforming of methane. J. Catal., v. 249, p. 300-310, 2007.

Como citar:

BRAGA, A. H.; OLIVEIRA, D. C. de; BUENO, J. M. C.; SANTOS, J. B. O.; "EFEITO DA COMPOSIÇÃO METÁLICA NAS PROPRIEDADES CATALÍTICAS DE Co E Ni PARA REFORMA A VAPOR DO ETANOL", p-10330-10337. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0952-22172-179702