INFLUÊNCIA DOS SUPORTES Nb 2 O 5 E CeO 2 NA ESTABILIDADE DE CATALISADORES Cu-Ni EM REAÇÕES COM ETANOL PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO

Documentos relacionados
Departamento de Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá, Avenida Colombo, 5790, Bloco D-90, Maringá - Paraná, CEP

INFLUÊNCIA DA ACIDEZ/TEOR DE Cu NO DESEMPENHO DE CATALISADORES 0,1%K 2 O/Cu/Nb 2 O 5, USADOS NA REFORMA DO ETANOL COM VAPOR D`ÁGUA.

4 Resultados e Discussão 78. Figura 4.8 DRS-UV-vis para os catalisadores bimetálicos suportados, calcinados a 400 o C por 4 horas.

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES V/Cr SUPORTADO EM Nb/Al E AVALIAÇÃO CATALÍTICA NA DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

ESTUDO DO EFEITO DO SUPORTE EM CATALISADORES DE COBALTO E NÍQUEL PARA OBTENÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DA ADIÇÃO DE VANÁDIO E POTÁSSIO SOBRE ALUMINA DE TRANSIÇÃO

PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO EM UMA UNIDADE DE BANCADA DE REFORMA DE ETANOL

REFORMA OXIDATIVA DO GLP UTILIZANDO CATALISADORES DO TIPO PEROVSKITA LA (1-x) Ce (x) NiO 3 E La (1-x) Sr (x) NiO 3 (x=0; x=0,05 E x=0,1)

INFLUÊNCIA DO CROMO E NIÓBIO NO CATALISADOR NA REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DE CATALISADORES INDUSTRIAIS DE REFORMA A VAPOR DE METANOL E SHIFT

Estudo de catalisadores a base de cobre e nióbia na reação de reforma a vapor de etanol

INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DO VANÁDIO SOBRE NIÓBIA NA DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DO PROPANO

Produção de hidrogênio a partir do biogás

PRODUÇÃO DE ETILENO A PARTIR DO ETANOL COM USO DE DIFERENTES ALUMINAS COMERCIAIS COMO CATALISADORES

PEROVSKITAS A BASE DE NÍQUEL E NIÓBIO COMO CATALISADORES PARA REFORMA A VAPOR DE METANO

ESTUDO DO DESEMPENHO DE CATALISADORES DESTINADOS À PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA A VAPOR DE METANOL E DIMETIL ÉTER

ESTUDO DE ÓXIDOS MISTOS DE HIDROTALCITAS DE COBALTO E NÍQUEL

ANÁLISE DAS PROPRIEDADES CRISTALOGRÁFICAS E MORFOLÓGICAS DA LaNi 0,3 Co 0,7 O 3- QUANDO SINTETIZADA PELO MÉTODO DE COMPLEXAÇÃO COMBINANDO EDTA CITRATO

Giane Gonçalves*, Fernando Quilice Martinelli, Creusa Maieru Macedo Costa, Luiz Mario de Matos Jorge e Onélia Aparecida Andreo dos Santos

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

PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA DO ETANOL

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO CATALÍTICO DE ANODOS PARA CÉLULAS SOFC A BASE DE Ni SUPORTADO EM CeZr, CePr e CeNb NA REFORMA SECA DO METANO

ESTUDO DA SELETIVIDADE DO CATALISADOR INDUSTRIAL APLICADO NA REFORMA A VAPOR DE METANOL

CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES, A BASE DE TITÂNIA, PROMOVIDOS COM PRATA, NA FOTODEGRADAÇÃO CATALÍTICA DE EFLUENTES TÊXTEIS

Aplicação e Caracterização de óxidos mistos do tipo pirocloro para a produção de hidrogênio a partir da fração aquosa do bio-óleo

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE SÍLICAS MESOPOROSAS COM FERRO E COBALTO ASSOCIADOS

DESSULFURIZAÇÃO OXIDATIVA DO DBT CATALISADA POR V 2 O 5 SUPORTADO

CATALISADORES DE Co E Pt SUPORTADOS EM La2O3 E SiO2 ESTUDO DO EFEITO DO TEOR DE METAIS NA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE NÍQUEL PARA A REFORMA DE ETANOL

INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DO POTÁSSIO SOBRE V-AL NA REAÇÃO DE DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DO PROPANO

ESTUDO DE REGENERAÇÃO DE CATALISADOR Cu-Co-Al PARA A PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DO GÁS NATURAL

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA OBTENÇÃO DE HIDROXIAPATITA PARA FINS BIOMÉDICOS

OXIDAÇÃO PARCIAL DO METANO EM CATALISADORES DE NiAl 2 O 4 e NiAl 2 O 4 /Al 2 O 3.

REAÇÃO DE EPOXIDAÇÃO DO ETILENO SOBRE CATALISADORES DE PRATA: O EFEITO DA NATUREZA DO SUPORTE

INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE VANÁDIO E POTÁSSIO SOBRE ALUMINA DE TRANSIÇÃO

Produção de hidrogênio com captura simultânea de CO 2 sob catalisador Ni/CaO.Ca 12 Al 14 O 33

ESTUDO DAS PROPRIEDADES CATALÍTICAS DE V-K-Nb-Al NA REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO PARA CÉLULAS A COMBUSTÍVEL A

ESTUDO DE CATALISADORES SUPORTADOS EM NIÓBIA PARA OXIDAÇÃO SELETIVA DE CO EM BAIXAS TEMPERATURAS

OBTENÇÃO DE HIDROCARBONETOS SUPERIORES A PARTIR DA CONVERSÃO DO BIOETANOL SOBRE CATALISADORES Ni/ZSM-5

AVALIAÇÃO CATALÍTICA DE MOLIBDÊNIO SUPORTADO EM NIÓBIA NA DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DO PROPANO

AVALIAÇÃO DOS CATALISADORES HEXALUMINATOS LaMnAl 11 O 19 e La 0,7 Sr 0,3 MnAl 11 O 19 NA REAÇÃO DE COMBUSTÃO DO METANO

CATALISADORES DE FE PARA A CONVERSÃO DE METANO A FORMALDEÍDO

PURIFICAÇÃO E TRATAMENTO QUÍMICO DE CARBONO PARA APLICAÇÃO EM SÍNTESE DE CATALISADORES DE PLATINA

ESTUDO DA PRESENÇA DE VANÁDIO E MOLIBDÊNIO SOBRE NIÓBIA NA DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DO PROPANO

Reforma a vapor de biogás usando catalisadores de óxidos mistos Ni-Mg-Al obtidos a partir de hidrotalcitas

Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis - 2

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL Seminário do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. 04 a 07 de outubro de 2011

6º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UM REATOR INTEGRAL DE REFORMA A VAPOR DE METANOL

APLICAÇÃO DAS TÉCNICAS DE REDUÇÃO A TEMPERATURA PROGRAMADA (RTP) E DESSORÇÃO A TEMPERATURA PROGRAMADA DE AMÔNIA (DTP NH 3 ) EM CATALISADORES DE NÍQUEL

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA CURSO DE BACHARELADO EM QUÍMICA TECNOLÓGICA

INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO DA ALUMINA NA REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

6º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

SÍNTESE DE BIODIESEL UTILIZANDO ARGILA BENTONÍTICA NATURAL E IMPREGNADA COMO CATALISADOR

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UM REATOR DE REFORMA A VAPOR DE METANOL

DETERMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES IDEAIS DE ATIVAÇÃO DO ÓXIDO DE CÉRIO VISANDO A SUA UTILIZAÇÃO COMO PROMOTOR EM CATALISADORES DE FISCHER-TROPSCH

INFLUÊNCIA DA FUNCIONALIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE NAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE CATALISADORES DE CARBETO DE TUNGSTÊNIO.

SÍNTESE DE BETA FOSFATO TRICÁLCICO, POR REAÇÃO DE ESTADO SÓLIDO, PARA USO BIOMÉDICO

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CARBETO BIMETÁLICO SUPORTADO EM CARVÃO ATIVADO ORIGINADO DA PIRÓLISE DE BIOMASSA, VISANDO APLICAÇÃO CATALÍTICA

Energia e suas formas

CAPTURA DE CO 2 UTILIZANDO HIDROTALCITAS COMO ADSORVENTES

Produção de hidrogênio a partir da reforma seca do metano, usando catalisadores a base de perovskitas LaNiO 3 suportadas em Al 2 O 3 e CeSiO 2

Preparação de catalisadores de óxido de cobalto suportado em zircônia para reação de deslocamento do vapor de água em alta temperatura

ESTUDO DO DESEMPENHO DE CATALISADORES Fe-Al MODIFICADOS PARA A REFORMA DO ETANOL

SÍNTESE E CARCATERIZAÇÃO DE BETA FOSFATO TRICÁLCICO OBTIDO POR MISTURA A SECO EM MOINHO DE ALTA ENERGIA

LABORATÓRIO DE CATÁLISE

SÍNTESE DE SISTEMAS CATALÍTICOS CERÂMICOS DE CuO/CeO 2 DESTINADOS A REAÇÃO DE OXIDAÇÃO PREFERENCIAL DO CO

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

DESEMPENHO DO CATALISADOR TIPO HIDROTALCITA NA REFORMA A VAPOR DE GLP

Produção de gás de síntese a partir do metano sobre catalisadores de NiO/CeO 2 : efeito do solvente utilizado no método de preparo.

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE Co e Fe PARA REAÇÃO DE SÍNTESE DE FISCHER-TROPSCH.

CAPÍTULO 3. Materiais e Métodos

Avaliação de catalisadores Cu/carvão ativo e Cu/SiO 2 aerosil na reforma do etanol

OBTENÇÃO DE SnO 2 NANOESTRUTURADO DE ALTA ÁREA ESPECÍFICA

CO2: Tecnologia de Captura em Sólidos Adsorventes

P&D EM PETRÓLEO & GÁS

NANOCATALISADOR PARA CÉLULA A COMBUSTÍVEL OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO Rafael Dutra Ferrugem 1 Roberto Rauber Pereira 2 Ester Schmidt Rieder 3

Células de Hidrogênio

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE Co E Fe PARA REAÇÃO DE FISCHER-TROPSCH

EFICIÊNCIA DA REFORMA A VAPOR DO ETANOL SOBRE CATALISADORES COBALTO-SUPORTE

a) Reforma a Vapor do Etanol em Função da Temperatura de Reação

PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DA ATIVIDADE CATALÍTICA DE ÓXIDO DE VANÁDIO SUPORTADO SOBRE ALUMINA NA REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

ESTABILIDADE DE COMPOSTOS TIPO HIDROTALCITA Ni-Mg-Al NA REFORMA A VAPOR DO GLP

Temas de Dissertação. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química da Universidade Federal Fluminense. Lisiane Veiga Mattos

PREPARAÇÃO DE CATALISADORES DE NÍQUEL E CÉRIO SUPORTADOS EM CARVÃO DE COCO

AVALIAÇÃO DE CATALISADORES SOL-GEL E INDUSTRIAL FRENTE A REAÇÃO DE REFORMA A VAPOR DE METANOL

DECOMPOSIÇÃO CATALÍTICA DO METANO SOBRE Fe/Al 2 O 3 SINTETIZADO PELO MÉTODO DA RÉPLICA

Catálise heterogênea. Catalisador sólido. Reação na interface sólido-fluido

2 Considerações teóricas

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO COMPÓSITO NANOTUBOS DE CARBONO/FERRITA POR PROCESSO HIDROTÉRMICO.

EB: QUÍMICA GERAL/ EQB: QUÍMICA GERAL I

INFLUÊNCIA DO TEMPO DE SULFATAÇÃO NAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS E ACIDEZ DO CATALISADOR ZIRCÔNIA SULFATADA

Processos Pré-Extrativos

AVALIAÇÃO DO EFEITO DO MÉTODO DE PREPARO DO CATALISADOR CaO/Al 2 O 3 SOBRE A SUA ESTRUTURA CRISTALINA

HIDROGENAÇÃO DO BREU UTILIZANDO CATALISADOR DE PALÁDIO SUPORTADO EM CARVÃO ATIVO

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE COBALTO SUPORTADOS EM ZEÓLITAS PARA A APLICAÇÃO NA SÍNTESE DE FISCHER-TROPSCH

Cristalização da zeólita ZSM-5 através do método de conversão de gel seco

ESTUDO DE CATALISADORES DE ZrO 2 MODIFICADOS COM METAIS ALCALINOS TERROSOS APLICADOS À REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DE ISOPROPANOL

Transcrição:

INFLUÊNCIA DOS SUPORTES Nb 2 O 5 E CeO 2 NA ESTABILIDADE DE CATALISADORES Cu-Ni EM REAÇÕES COM ETANOL PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO I. D. PONTES, F. A. DA SILVA, M. H. N. O. SCALIANTE, M. DESOUZA, N. R. C. FERNANDES-MACHADO Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Engenharia Química E-mail para contato: nadia@deq.uem RESUMO O aumento dos problemas ambientais devido ao uso de combustíveis fósseis tem estimulado a busca por novas alternativas de combustíveis de fontes renováveis, como o uso de hidrogênio em células a combustível. Por isso a pesquisa da produção de hidrogênio a partir do etanol tem sido objeto de numerosos trabalhos de pesquisa. Com o objetivo de desenvolver novos catalisadores para essa reação, estudou-se neste trabalho dois catalisadores diferentes, Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5 e Cu/Ni/CeO 2. O catalisador suportado em Nb 2 O 5 apresentou alta conversão e baixa estabilidade devido à alta formação de coque. Por outro lado, o catalisador suportado em CeO 2 apresenta baixa seletividade e baixa conversão, mas é muito mais estável. 1. INTRODUÇÃO A demanda de energia, crescente em todas as partes do mundo, vem fazendo com que, diariamente, milhões de toneladas de poluentes sejam lançados na atmosfera, sendo principalmente de gases derivados da queima de combustíveis fósseis contribuindo para um aumento bastante significativo do efeito estufa. Em vista disso, o aumento da importância dos processos ambientalmente corretos tem conduzido a ciência rumo ao desenvolvimento de novas tecnologias, como a de geração de energia elétrica a partir do hidrogênio em células a combustível. Em função disso, há uma busca intensa pela maior eficiência na produção de hidrogênio a partir de tecnologias consolidadas como a reforma de metano e metanol com vapor d água. Paralelamente, a busca por novas tecnologias que utilizem materiais não fósseis ganhou destaque. Com o agravamento das questões ambientais em todo o planeta, a utilização de fontes não fósseis em toda a matriz energética levou à comunidade científica a se interessar pelo estudo da reforma do etanol por vapor d água. O etanol é um material de origem não fóssil, provém de fonte renovável, sendo particularmente interessante nas regiões com grandes produções de canade-açúcar ou cereais. Em países como o Brasil essa alternativa é particularmente atraente, pois etanol é produzido em larga escala, a partir da cana-de-açúcar, matéria prima, do ponto de vista energético, conhecidamente mais eficiente que o milho, por exemplo (Garoma et al., 2012). Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 1

Para a produção de hidrogênio por meio da reforma a vapor do etanol, vem sendo desenvolvidos alguns catalisadores bimetálicos suportados. O CeO 2 tem sido estudado como suporte desses catalisadores (Kugai et al., 2005; Lima et al., 2010), assim como Nb 2 O 5 (Alonso et al., 2009; Guarido et al., 2009). Como fase ativa há muito estudo já desenvolvido com os metais Cu e Ni (Wang et al, 2009). Nesse trabalho serão analisadas a conversão de etanol e a seletividades dos produtos nos catalisadores 1Cu/5Ni/CeO 2 e 1Cu/5Ni/0,1NaO 2 /Nb 2 O 5, sendo os resultados interpretados segundo os dados de caracterização desses catalisadores. 2. EXPERIMENTAL 2.1 Preparação dos catalisadores Para o preparo do catalisador 1Cu/5Ni/CeO 2, nitrato de cobre e nitrato de níquel foram adicionados simultaneamente ao suporte CeO 2 por impregnação úmida. Sendo impregnados 1% e 5% em massa de cobre e níquel respectivamente. O precursor foi seco a 100 C por 24 h e em seguida calcinado a 550 C por 5 h. 1Cu/5Ni/0,1NaO 2 /Nb 2 O 5 foi preparado por impregnação úmida simultânea de nitrato de cobre, nitrato de níquel e nitrato de sódio em Nb 2 O 5, oriundo da calcinação de ácido nióbico (HY-340, CBMM) a 500 C por 5 h. Após a impregnação de 1%, 5% e 0,1% em massa de cobre, níquel e óxido de sódio (NaO 2 ), respectivamente. O precursor foi seco a 100 C por 24 h e em seguida calcinado a 500 C por 5 h. 2.2 Análise textural A análise textural foi feita no equipamento Quantachrome Nova-1200 por adsorção/dessorção de N 2 à temperatura de vaporização de N 2 líquido. 2.3 Difração de raio-x (DRX) As amostras calcinadas foram analisadas em um equipamento da marca Shimadzu XRD 6000, utilizando radiação CuKα, a uma velocidade de varredura igual a 2 /min no intervalo 10 2θ 80. 2.4 Redução a temperatura programada (RTP) A redução à temperatura programada dos precursores calcinados foi realizada com uma massa de catalisador de aproximadamente 200 mg, submetida a um aumento programado de temperatura, na presença de uma mistura contendo 1,75% H 2 /Ar, a uma vazão de 30 cm 3 /min e taxa de aquecimento de 10 C/min, desde a temperatura ambiente até 1000 C. A RTP foi realizada em equipamento construído no DEQ/UEM para esse fim, com detector de condutividade térmica (DCT). Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 2

2.5 Dessorção à temperatura programada de NH 3 (DTP-NH 3 ) A técnica da dessorção de amônia à temperatura programada foi realizada em um equipamento da marca Quantachrome, modelo ChemBET-3000. 2.6 Testes catalíticos As reações catalíticas foram desenvolvidas em um reator de 27 cm³. Os testes aconteceram a 450 C e pressão atmosférica. A massa de catalisador (1,5 g) foi mantida constante, com variação de: razão molar C 2 H 5 OH/H 2 O, 1/10 e 1/3 e velocidade espacial horária mássica, 57 e 43 dm³/h.g cat, respectivamente. Objetivou-se realizar 8 h de reação em cada teste catalítico. Antes dos testes, os catalisadores foram ativados in situ com patamares de aquecimento de 100 C (0,5 h), 200 C (1 h) e 500 C (5 h), sob um fluxo de N 2 -H 2 (40% em volume H 2 ), a uma vazão de 50 cm 3 /min. A fração de produtos gasosos foi analisada em linha no cromatógrafo Trace GC da Thermo Finnigan com detector DCT e a fração líquida foi analisada em um cromatógrafo gasoso Agilent 7890A com detector DCT também. A distribuição de produtos ou a seletividade, apresentados nesse trabalho foram calculadas a partir da equação (1), em que n i,j produzido é a quantidade molar do componente i aferido na j ésima hora (i=h 2, CO, CO 2, CH 4, C 2 H 4, C 2 H 6, acetaldeído e éter etílico), n total produzido é o número total de moles dos produtos, com exceção da água e N h é o número total de horas. (1) 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Análise textural Os resultados da análise textural, extraídos das isotermas de adsorção-dessorção de N 2 dos catalisadores, apresentam-se na Tabela 1. Tabela 1 Análise textural por N 2 adsorção/dessorção. Área superficial (m²/g) Volume de poro (cm³/g) Raio médio dos poros (Å) Cu/Ni/Ce 2 O 48 5,47x10-2 23 Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5 21 2,48x10-2 24 Os dados da Tabela 1 mostram que o catalisador Cu/Ni/Ce 2 O é um material mais poroso Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 3

que o catalisador Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5, mas com diâmetro médio de poros iguais. 3.2 Difração de raio-x A Figura 1 apresenta o DRX dos catalisadores. O catalisador Cu/Ni/CeO 2 apresentou liga metálica de Cu x Ni 1-x, assim como no trabalho de Rao et al. (2012). Já o catalisador Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5 possui apenas os componentes cristalinos esperados. (a) (b) Figura 1 Difratograma de raio-x para os catalisadores, (a) Cu/Ni/CeO 2 e (b) Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5. 3.3 Redução à temperatura programada (RTP) A Figura 2 apresenta os perfis de redução à temperatura programada. O catalisador Cu/Ni/CeO 2 apresentou um pico de redução, provavelmente da liga metálica Cu x Ni 1-x em 378 C, temperatura próxima à encontrada em Rao et al. (2012). Houve também uma redução de NiO a 515 C (Ungureanu et al., 2013). Já o CeO 2 apresentou três picos de redução próximo a 430 C, 555 C e 705 C valores acima dos encontrados em trabalhos anteriores (Désaunay et al., 2013 e Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 4

Fornasiereo et al., 1999), mas era esperado um deslocamento do pico para temperaturas maiores, pois devido à baixa vazão de H 2 aplicada nessa análise é possível que haja efeitos de difusão e de transferência de massa. (a) (b) Figura 2- Redução à temperatura programada, (a) Cu/Ni/CeO 2 e (b) Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5. O perfil de redução do catalisador Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5 apresenta dois picos de redução de CuO (292 e 368 C) de acordo com Fierro et al. (1994), assim como dois picos de redução de NiO (471 e 697 C) (Ungureanu et al., 2013) e por fim um pico de redução a 918 C de Nb 2 O 5 (Alonso et al., 2009). 3.4 Dessorção à temperatura programada de NH 3 (DTP-NH 3 ) O resultado do DTP apresentou uma quantidade de NH 3 desorvida de 0,28 mmol/g cat para o catalisador Cu/Ni/CeO 2 e 0,025 mmol/g cat para o catalisador Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5, indicando que o catalisador Cu/Ni/CeO 2 é onze vezes mais ácido que o Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5. Essa acidez do suporte CeO 2 deve-se ao uso o óxido comercial no presente trabalho, que pode ter acidez residual pelo método de síntese ou devido a temperatura de calcinação (Dature et al., 1999). Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 5

3.5 Reação catalítica Na Figura 3 encontram-se as distribuições dos produtos das reações catalíticas. Observa-se que o catalisador Cu/Ni/CeO 2 viabilizou a produção de uma grande quantidade de éter etílico, o que é característico de catalisadores com sítios ácidos na superfície, tal característica é notável na análise de DTP. Apesar da produção considerável de éter etílico, a distribuição de produtos desse catalisador é muito boa, percebe-se que há pouca presença de CH 4 e CO, isso deve ser atribuído à alta porosidade desse catalisador em comparação ao outro. A porosidade pode influenciar no tempo em que as moléculas ficam em contato com a superfície do catalisador, devido à maior dificuldade de difusão que elas encontram. O catalisador suportado em Nb 2 O 5 foi altamente instável. A reação com razão C 2 H 5 OH/H 2 O de 1/10 produziu uma grande quantidade de coque a ponto de entupir o sistema e inviabilizar a conclusão das 8 h de reação. Quando a razão foi de 1/3 o sistema não entupiu a ponto de impedir o procedimento da reação, porém as últimas 4 h não apresentaram balanço de massa coerente, devido à grande formação de coque, o que impediu a passagem do reagente na vazão inicial. Porém, esse catalisador apresentou alta conversão e boa produção de hidrogênio. As reações realizadas à razão C 2 H 5 OH/H 2 O de 1/3 alcançaram menor conversão, mesmo sendo ela a velocidade espacial horária mássica menor, ou seja, o aumento da quantidade de água favoreceu maior conversão em detrimento à velocidade espacial maior. Outro ponto importante observado na Figura 3 é a similaridade da seletividade dos produtos nas duas razões C 2 H 5 OH/H 2 O para o catalisador suportado em CeO 2. Isso se deve às características do suporte, por possuir grupos hidroxilas em sua superfície, viabiliza a adsorção do etanol, além da facilidade de variar seu estado de oxidação (Lima et al., 2008). Dessa forma, diante de tantas vantagens para a adsorção do etanol, a quantidade de água, apesar de ter influência, não alterou muito a seletividade das reações. Já o catalisador suportado em Nb 2 O 5 apresentou diferenças na seletividade dos produtos para as diferentes razões C 2 H 5 OH/H 2 O. Percebe-se que a maior quantidade de água favoreceu a reação shift (2) e consequentemente a quantidade de CO 2 e H 2 aumentou, favorecendo a última etapa da reforma. A quantidade de acetaldeído também diminuiu devido ao princípio de Le Chateliêr, de acordo com as reações (2) e (3). A maior quantidade de água na reação também dificultou a desidratação do etanol, o que pode ser notado pela ausência do éter etílico e o decréscimo da quantidade de eteno. CO + H 2 O CO 2 + H 2 (2) C 2 H 5 O CH 4 + CO (3) Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 6

(a) (b) Figura 3 Distribuição de produtos das reações catalítica com C 2 H 5 OH/H 2 O (1/10) e (1/3), (a) Cu/Ni/CeO 2 e (b) Cu/Ni/Na 2 O/Nb 2 O 5. 4. CONCLUSÃO Esse trabalho proporcionou uma análise crítica sobre o tipo de suporte utilizado e suas implicações no desempenho catalítico. As reações com o catalisador suportado em CeO 2 apresentaram alta produção de éter etílico devido à acidez deste catalisador observada na análise de DTP. A variação da quantidade de água presente nessas reações não demonstrou exercer grande influência na distribuição dos produtos, apenas ocasionou uma maior conversão. Este catalisador, no entanto, é bastante estável. O catalisador Nb 2 O 5 apresentou baixa estabilidade e alta conversão. A razão C 2 H 5 OH/H 2 O demonstrou exercer influência considerável ao observarmos a distribuição dos produtos, sendo que com razão 1/10 houve maior produção de CO 2 e H 2. 5. REFERÊNCIAS ALONSO, C. G.; FURTADO, A. C.; CANTÃO, M. P.; SANTOS, O. A. A.; FERNANDES- MACHADO, N. R. C. Reactions over Cu/Nb2O5 catalysts promoted with Pd and Ru during hydrogen production from etanol. Int. J. Hydrogen Energy, v. 34, p. 3333 3341, 2009. Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 7

DATURI, M.; BINET, C.; LAVALLEY, J. C.; GALTAYRIES, A.; SPORKEN, R. Surface investigation on Ce x Zr 1-x O 2 compounds. Phys. Chem. Chem. Phys., v. 1, p. 5717-5724, 1999. DÉSAUNAY, T.; BONURA, G.; CHIODO, V.; FRENI, S.; COUZINIÉ, J.-P., BOURGON, J.; INGUEDÉ, A.; LABAT, F.; ADAMO, C.; CASSIR, M. Surface-dependent oxidation of H2 on CeO2 surfaces. J. Catal., v. 297, p. 193, 2013. FIERRO, G.; JACONO, M. L.; INVERSI, M.; PORTA, P.; LAVECCHIA, R.; CIOCI, F. A study of anomalous temperature-programmed reduction profile of Cu 2 O, CuO, e Cu-ZnO catalysts. J. Catal., v. 148, p. 709-721, 1994. FORNASIERO, P.; GRAZIANI, M.; KASPAR, J. Use of CeO 2 -based oxides in the three-way catalysis. Catal. Today, v. 50, p. 285, 1999. GAROMA, T.; BEN-KHALED, M.; BEYENE, A. Comparative resource analyses for ethanol produced from corn and sugarcane in different climatic zones. Int. J. Energy Res., v. 36, p. 1065 1076, 2012. GUARIDO, C. E. M.; CESAR, D. V.; SOUZA, M. M. V. M.; SCHMAL, M. Ethanol reforming and partial oxidation with Cu/Nb 2 O 5 catalyst. Catal. Today, v. 142, p. 252 257, 2009 KUGAI, J.; VELU, S.; SONG, S. Low-temperature reforming of ethanol over CeO2-supported Ni-Rh bimetallic catalysts for hydrogen production. Catal.Lett., v. 101, Nos. 3 4, 2005. LIMA, S. M.; SILVA, A. M.; JACOBS, G.; B. H. DAVIS, B. H.; MATTOS, L. V.; NORONHA, F. B. New approaches to improving catalyst stability over Pt/ceria during ethanol steam reforming: Sn addition and CO 2 co-feeding. Appl. Catal., B, v. 96, p.387 398, 2010. LIMA, S. M.; CRUZ, I. O.; JACOBS, G.; DAVIS, B. H.; MATTOS, L.V., NORONHA, F. B. Steam reforming, partial oxidation, and oxidative steam reforming of ethanol over Pt/CeZrO 2 catalyst. J. Catal., v. 257, p. 356 368, 2008. RAO, G. R.; MEHER, S. K.; MISHRA, B. G.; CHARAN, P. H. K. Nature and catalytic activity of bimetallic CuNi particles on CeO 2 support. Catal. Today, v. 198, p. 140 147, 2012. UNGUREANU, A.; DRAGOI, B.; CHIRIEAC, A.; CIOTONEA, C.; ROYER, S.; DUPREZ, D.; MAMEDE, A. S.; DUMITRIU, E. Composition-dependent morphostructural properties of Ni Cu oxide nanoparticles confined within the channels of ordered mesoporous SBA-15 silica. ACS Appl. Mater. Interfaces, v. 5, p. 3010-3025, 2013. WANG, F.; LI, Y.; CAI, W.; ZHAN, E.; MU, X.; SHEN, W. Ethanol steam reforming over Ni and Ni Cu catalysts. Catal.Today, v. 146, p. 31, 2009. Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 8