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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Souza, Alexilda Oliveira de
Título: Obtenção, Caracterização e Avaliação do Desempenho Catalítico de a-Fosfatos de Zircônio (IV) Intercalados com Cu(II) ou Pt(II) na Reação de HTS
Ano: 2001
Orientador: Prof. Dr. Oswaldo Luiz Alves
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Catálise, Desempenho catalítico, Materiais lamelares
Resumo: O a-fosfato de zircônio(IV), usualmente denominado a-ZrP, é um dos membros mais estudados da família dos sólidos ácidos lamelares de metais tetravalentes. Estes compostos vêm despertando grande interesse científico, nos últimos anos, por apresentarem diversas propriedades úteis, tais como: troca-iônica, intercalação, atividade catalítica e condutividade iônica. Do ponto de vista catalítico, o a-ZrP é particularmente atraente devido à sua estabilidade térmica e química. Neste trabalho, introduziu-se cobre (II) ou Platina (II) na estrutura do a-ZrP , através da troca iônica, visando o desenvolvimento de metodologia adequada para obtenção de catalisadores destinados à conversão de monóxido a dióxido de carbono, à altas temperaturas (reação de HTS, "High Temperature Shift"). Tal reação é uma importante etapa na síntese da amônia e outros processos industriais. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopias infravermelho, Raman e absorção de raios-X, área superficial específica (BET), microscopia eletrônica de varredura, quimissorção por pulsos de hidrogênio, calorimetria diferencial de varredura, análise termogravimétrica, redução termoprogramada e finalmente avaliados através de teste microcatalítico operado a 370°C e 1 atm. Todos os fosfatos preparados foram ativos em relação à reação de HTS. Entretanto, apresentaram diferentes desempenhos em função do tratamento térmico e da cristalinidade. O aumento da cristalinidade levou à uma diminuição das taxas de troca iônica, porém aumentou os valores de área específica e favoreceu um melhor desempenho catalítico. Atribuiu-se este resultado à organização das lamelas, as quais aumentou o acesso dos reagentes aos sítios ativos. Dessa forma, a amostra mais cristalina e com maior área específica, apresentou melhores desempenhos catalíticos. Concluiu-se, ainda, que existe um compromisso entre a organização das estruturas hospedeiras e a acessibilidade dos reagentes aos sítios ativos, com reflexos importantes sobre a performance dos catalisadores.
Abstract: The a-zirconium (IV) hydrogenphosphate, usually refereed as a-ZrP, is one of the most extensively studied members of the group 4 layered metal phosphates. This compound has received great attention in the last years due to it's intercalation, ionic condutivity, ion exchange and catalytic properties. From the catalytic point of view, the a-ZrP is particularly attractive due to its thermal and chemical stability. This work reports ion exchange studies in samples of a-ZrP with copper(II) or platinum(II) seeking the application of such a material as catalyst in High Temperature Shift (HTS) reactions, a water gas shift reaction developed in the range of 350-420°C. This reaction is an important step in several industrial processes like ammonia synthesis and high purity hydrogen production. The catalysts were prepared under the following conditions: i) ion exchange reactions of the host (a-ZrP) with Cu or Pt and; ii) heat treatment of the ion exchanged a-ZrP in either reduced or inert atmospheres. The catalysts obtained were characterized by X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopies, surface area determination (BET), scanning electron microscopy, EXAFS and Chemissorcion. Catalytic activities were evaluated in a microreactor at 370°C and 1 atm. Although all materials obtained exhibited catalytic activity towards the HTS reaction, the most promising catalysts were those obtained under heat treatment in an inert atmosphere, these were stableunder the described reactional conditions and could be used for preventing the decay of activity often observed in industrial processes. The enhanced catalytic properties exhibited by the inert atmosphere heat treated catalyst is related to a better compromise between host structure organization and catalytic site accessibility displayed in these materials, and it's consequent reflexes in catalytic performance.
Arquivo (Texto Completo): vtls000256973.pdf ( tamanho: 3,69MB )

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