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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.75.2007.tde-14092007-110208
Documento
Autor
Nome completo
Thaísa Aparecida Maia
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2007
Orientador
Banca examinadora
Assaf, Elisabete Moreira (Presidente)
Silva, Ennio Peres da
Ticianelli, Edson Antonio
Título em português
Desenvolvimento de catalisadores de cobalto suportados em matrizes de Al2O3,CeO2, e ZrO2 para produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor e oxidativa do etanol
Palavras-chave em português
catalisadores de cobalto
matrizes CeO2-ZrO2
reforma do etanol
Resumo em português
Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobalto suportados em y-Al2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 e em soluções sólidas CexZr1-xO2 (0<= x<=1), pelo método de impregnação, com o objetivo de avaliar o desempenho destes frente à reforma a vapor e oxidativa do etanol. Na preparação dos catalisadores utilizou-se o teor de 20% em massa de cobalto, para os suportes y-Al2O3, CeO2 e 20%CeO2-y-Al2O3, e 10% para os suportes CexZr1-xO2. Para a caracterização dos sólidos, as técnicas utilizadas foram: Espectroscopia Dispersiva de Raios-X (EDX), Redução a Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Difração de Raios-X pelo método do pó (DRX), Adsorção de Nitrogênio pelo método B.E.T. e Espectroscopia na região do Ultravioleta e do Visível. As reações de reforma a vapor de etanol foram realizadas nas temperaturas de 400, 500 e 600oC com razões molares H2O/Etanol= 3/1 e 4/1. Já, os ensaios catalíticos de reforma oxidativa foram realizados a 500oC com razões molares H2O/Etanol/O2= 3/1/0,16 e 3/1/0,20. Através dos resultados de DRX e RTP-H2 verificou-se a formação da fase Co3O4 para todos os catalisadores. Para os catalisadores suportados em y-Al2O3 e 20%CeO2-y Al2O3 observou-se ainda a formação da fase CoO-Al2O3. Nos ensaios catalíticos de reforma a vapor do etanol foi verificado que as mais altas conversões do etanol em produtos e maiores seletividades a hidrogênio foram obtidas a 600oC e razão H2O/Etanol=3/1. A maior razão CO2/CO foi obtida a 500oC com o catalisador Co/Ce0,4Zr0,6O2. Observou-se também que a adição de oxigênio ocasionou uma diminuição na deposição de carbono.
Título em inglês
Development of cobalt supported catalysts in Al2O3, CeO2 and ZrO2 for hydrogen production from the steam and oxidative reforming
Palavras-chave em inglês
CeO2-ZrO2
cobalt catalysts
ethanol reforming
Resumo em inglês
Cobalt supported in yAl2O3, CeO2, 20%CeO2-yAl2O3 and CexZr1-xO2 (0<= x <= 1) solid solution, were prepared by impregnation and applied in steam and oxidative reforming of ethanol. In the preparation of the catalysts was used 20wt.% of cobalt with yAl2O3, CeO2 and 20%CeO2-yAl2O3 supports and 10wt.% with CexZr1-xO2 supports. The solids were characterized by X-Ray Dispersive Spectroscopy; Temperature Programmed of Reduction with H2 (TPR- H2); X-Ray Diffraction (XRD); Nitrogen Adsorption by B.E.T. method; Ultraviolet and Visible Spectroscopy. The ethanol steam reforming was carried out at 400, 500 and 600oC with molar rates H2O/Ethanol= 3/1 and 4/1. The ethanol oxidative reforming was carried out at 500 °C with molar rates H2O/Ethanol/O2 = 3/1/0.16 e 3/1/0.20. XRD and TPR-H2 results showed the formation of Co3O4 phase for all catalysts. For the catalysts supported in y-Al2O3 and 20%CeO2-y-Al2O3 was still observed the formation of the CoO-Al2O3 phase. In the ethanol steam reforming the higher conversion was obtained at 600°C and the best H2 selectivity was observed with the H2O/Etanol=3/1 molar ratio. The higher CO2/CO ratio was observed at 500oC with Co/Ce0,4Zr0,6O2 catalyst. Already, the addition of oxygen caused a decrease in the carbon deposition.
 
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Data de Publicação
2007-09-19
 
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