Nanopartículas de Ni e Fe suportadas em nanotubos de carbono aplicados à reforma seca do metano. (2021)
- Authors:
- Autor USP: SANTOS, VINICIUS MODOLO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: ENGENHARIA QUÍMICA; TECNOLOGIA QUÍMICA; CATÁLISE; METANO
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Catalisadores baseados em nanopartículas de Ni e Fe depositados seletivamente em nanotubos de carbono foram avaliados na reforma seca do metano. Para tal foram avaliados três catalisadores variando a concentração de Ni (5 e 10% wt.) no interior dos tubos e Fe (5% wt.) no exterior dos tubos. As análises BET comprovaram que o tratamento ácido foi capaz de abrir as extremidades dos nanotubos e promover um aumento da área superficial dos catalisadores. A partir da análise de microscopia eletrônica de transmissão (TEM), determinou-se os nanotubos utilizados como suporte possuem, em média 24 camadas, e diâmetro interno compreendido na faixa de 4-6 nm, enquanto o diâmetro externo está compreendido na faixa de 16-22 nm. Análises de espectroscopia Raman comprovaram que mesmo após calcinação em alta temperatura, a estrutura dos nanotubos foi mantida em todos os catalisadores sintetizados devido a manutenção das bandas RBM (abaixo de 500 cm-1), D (1350cm-1) e G (1580 cm-1). Análises de difração de raios-X (DRX) nos catalisadores frescos confirmaram a presença de cristalitos de NiO (2,6-3,2 nm) e Fe2O3 (4,3 nm) em todos os catalisadores. Os testes catalíticos comprovaram que todos os catalisadores apresentam atividade para a reforma seca do metano (DRM), tendo os catalisadores 10Ni@CNT e 10Ni@CNT/5Fe atingido taxas de conversão de CH4 (63 e 67%, respectivamente) e CO2 (72 e 88%, respectivamente) a 800 °C, sob pressão atmosférica. Além disso, a partir das taxas de consumo de CH4 e CO2 e produção de H2 e CO, concluiu-se que a adição de Fe promoveu a produção de H2 a partir do sequestro do carbono superficial formado durante a reação através de mecanismos de difusão, impedindo assim o consumo de H2 a partir da reação reversa de formação de metano, culminando em uma razão H2/CO de até 1,2. Análises Raman após a reação comprovam que aestrutura dos nanotubos é mantida e há um aumento do índice de defeitos ID/IG de 0,25 e 0,39 para os catalisadores 10Ni@CNT/5Fe e 10Ni@CNT, respectivamente. As imagens TEM mostram que durante a reação ocorre a formação de nanotubos que dispersaram a fase ativa promoveram a manutenção da atividade catalítica dos catalisadores. As análises termogravimétricas (TGA) comprovam a existência de somente uma estrutura de carbono em ambas as amostras, característica pelo pico único na curva DTA nas temperaturas de 520 °C para a amostra 10Ni@CNT e 497 °C para a amostra 10Ni@CNT/5Fe.
- Imprenta:
- Data da defesa: 28.04.2021
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ABNT
SANTOS, Vinicius Modolo. Nanopartículas de Ni e Fe suportadas em nanotubos de carbono aplicados à reforma seca do metano. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. . Acesso em: 08 dez. 2024. -
APA
Santos, V. M. (2021). Nanopartículas de Ni e Fe suportadas em nanotubos de carbono aplicados à reforma seca do metano. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. -
NLM
Santos VM. Nanopartículas de Ni e Fe suportadas em nanotubos de carbono aplicados à reforma seca do metano. 2021 ;[citado 2024 dez. 08 ] -
Vancouver
Santos VM. Nanopartículas de Ni e Fe suportadas em nanotubos de carbono aplicados à reforma seca do metano. 2021 ;[citado 2024 dez. 08 ]
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