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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Kokumai, Tathiana Midori
Título: Impacto da funcionalização de nanobastões de céria na reação de deslocamento gás-água
Ano: 2014
Orientadora: Profa. Dra. Daniela Zanchet
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Óxidos de cério , Nanobastões, Funcionalização de superfície , Reação de deslocamento gás-água
Resumo: Nanobastões de céria (CeO2) funcionalizados com grupos amino foram utilizados como suporte em catalisadores de cobre para a reação de deslocamento gás-água (WGS). A funcionalização da superfície do óxido foi realizada visando a uma melhor dispersão da fase metálica no suporte, através da interação entre o grupo amino e o precursor Cu, com a posterior correlação entre esta modificação e a atividade do catalisador. Utilizou-se o método hidrotérmico para a síntese dos nanobastões, que foram posteriormente funcionalizados com 3- (aminopropil)trimetoxissilano. A adição do precursor Cu ao suporte foi feita via impregnação, seguida de calcinação e redução (ativação do catalisador), etapa na qual se formaram as nanopartículas metálicas (Cu ) suportadas. Comparando os catalisadores com suporte de céria pura e de céria funcionalizada, observou-se que de fato a funcionalização resultou na maior dispersão do Cu na superfície. No entanto, ela causou a menor dispersão do metal (Cu) após a redução, a diminuição da redutibilidade da céria superficial, a fragmentação dos bastões e o menor desempenho catalítico frente à reação de WGS. Tais observações foram explicadas verificando-se que a calcinação após a adição de Cu na amostra funcionalizada formou uma camada de SiO2 na superfície da céria, o que diminuiu as interações Cu-CeO2 (devido à formação de Cu-O-Si), corroborando a grande influência desta interface no desempenho destes catalisadores. Além disso, a menor dispersão de Cu na superfície funcionalizada após a redução demonstrou a importância da céria também na estabilização da fase metálica. Desta maneira, a funcionalização da superfície da céria pelo método utilizado não se mostrou uma abordagem efetiva na síntese de catalisadores para a reação de WGS.
Abstract: Amino functionalized ceria nanorods were investigated as a support for copper catalysts for the water-gas shift reaction (WGSR). The purpose of the design of a functionalized oxide surface was to obtain a higher dispersion of the metal on the support provided by amino-Cu interaction and its impact on the catalyst activity. The hydrothermal method was used to synthetize the nanorods, which were subsequently functionalized with 3-(aminopropyl)trimethoxysilane. The Cu precursor was added to the support by impregnation, followed by calcination and reduction (catalyst activation), to form supported metallic (Cu ) nanoparticles. As expected, it was observed that the functionalization caused a higher Cu dispersion on the oxide surface as compared to the pure ceria. However, it led to a lower metal dispersion (Cu) after the reduction step, along with the decrease of surface ceria reducibility, nanorods fragmentation and lower catalytic performance towards WGSR. These results were correlated to the calcination step (after Cu addition) on the functionalized sample which created a thin SiO2 layer on the ceria surface, therefore decreasing the Cu-CeO2 interactions (due to the formation of Cu-O-Si), which corroborated the great influence of Cu-CeO2 interface on the activity of these catalysts. Also, the lower Cu dispersion on the functionalized surface after reduction showed the importance of ceria on the stabilization of the metallic phase. Hence, the surface functionalization of ceria by the method used in this work did not show to be an effective approach on the synthesis of catalysts to the WGS reaction.
Arquivo (Texto Completo): 000938069.pdf ( tamanho: 7,5 MB )

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