Resumo de tese de doutorado

Abstract of doctorate thesis

Resumo de tese de doutorado

Abstract of doctorate thesis

Candidata: Maria Conceição Greca

Comissão Examinadora: Dr. C. Moraes (Orientador), Dra. A. M. B. C. Segadães (Co-orientadora), Dr. M. R. Morelli (UFSCar), Dr. P. G. P. de Oliveira (INT), Dr. L. H. L. Louro (IME), Dr. D. A. G. Arnada (UFRJ), Dr. A. Zakon (UFRJ).

Data: 13/08/99.

Título: "Estudo da síntese, por combustão, de catalisadores à base de paládio/alumina e avaliação de suas performances frente a reação de oxidação parcial do etanol".

Title: "Combustion synthesis study of palladium/alumina catalysts and their performance evaluation in the ethanol partial oxidation reaction".

RESUMO

Um novo método de síntese de pós cerâmicos para aplicações em catálise, por reação de combustão, é utilizado para obtenção de alumina pura e alumina impregnada com paládio metálico.

As propriedades químicas, físicas, físico-químicas e mecânicas dos materiais sintetizados foram avaliadas através das seguintes técnicas: análise química, distribuição granulométrica, superfície específica, porosimetria, densidade, difração de raios –X, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, dilatometria, microdureza Vickers, resistência ao atrito e à abrasão, redução a temperatura programada e, quimissorção. As atividades catalíticas dos materiais sintetizados foram avaliadas frente a reação de obtenção de ácido acético, a partir da oxidação do etanol. O novo método de síntese utilizado, via reação de combustão, se mostrou eficiente, no que concerne à obtenção dos pós com a estequiometria desejada, além de ser um método mais rápido, com menos etapas reacionais intermediárias quando comparado com os métodos tradicionais utilizados. Para a alumina obtida por reação de combustão e posterior impregnação com paládio metálico, foi possível a constatação de que este metal se distribui no exterior dos grãos e que o processo de densificação do material ocorre por difusão ao longo dos contornos dos grãos. Já para a alumina contendo paládio metálico e obtida diretamente por reação de combustão, a dispersão ocorre à escala atômica, sendo necessárias temperaturas mais elevadas para a ativação no interior do grão. Para a síntese dos catalisadores de alumina contendo paládio metálico obtido diretamente por reação de combustão tornou-se evidente a eliminação da etapa de ativação, última etapa a ser seguida na síntese destes materiais pelo método clássico do precursor catalítico. Além disso, o paládio metálico impregnado apresentou-se homogeneamente distribuído e bem disperso na superfície do suporte. O material obtido a partir da alumina sintetizada por reação de combustão e impregnada com 1%(p/p) de paládio metálico pode ser utilizado como catalisador frente a reação estudada, sem que seja feito qualquer tipo de restrição técnica ao sistema. Os resultados de seletividade em ácido acético, para uma temperatura de reação de 140 ^oC, mostrou ser da ordem de 60% para uma conversão total de etanol de 80%. Quanto a sua utilização, já na forma conformada, deve-se levar em consideração a carga total a que o mesmo estará sujeito, para que seja evitada a formação de finos durante a operação do sistema.

ABSTRACT

A new method for ceramic and catalytic materials, by combustion synthesis, is used to obtain not only pure alumina but also metallic palladium impregnated alumina. The chemical, physical, physical-chemical and mechanical properties of the synthesized materials have been evaluated through the following techniques: chemical analysis, particle size distribution, specific surface area, porosimetry, density, X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, dilatometry, Vickers microhardness, attrition and abrasion resistance, temperature-programmed reduction and, chemisorption. The catalytic activities of the synthesized materials have been evaluated through the reaction to obtain acetic acid from the ethanol oxidation reaction. The new method of synthesis described above have shown to be effective to obtain fine powders with the desired stoichiometry, beside being a quicker method, with less intermediates reactional steps, when compared with the conventional techniques. It was observed that alumina obtained by combustion synthesis and after impregnation with metallic palladium, shows metal spread on the surface of the grains and the densification process of the material occurs by diffusion along the grain boundaries contour. In the process that alumina contains metallic palladium and that has been obtained by combustion synthesis, the spread occurs at atomic scale, being necessary higher temperatures to make it active inside the grain. For catalyst synthesis based on supported metallic palladium, by combustion synthesis, it has been obvious the elimination of the activation step, the last step to be gone on the obtaining of this materials by conventional method of catalytic precursor. The impregnated metallic palladium has been homogeneously spread and well distributed on the surface of the support. The material obtained from the synthesized alumina by combustion synthesis and impregnated with 1%(wt.%) of metallic palladium, can be used as catalyst in the studied reaction without any technical restriction to the system. The results in acetic acid selectivity, at reaction temperature of 140° C, were observed to be about 60% for a total ethanol conversion of 80%. For the utilization in the final form, the total charge must be considered in order to prevent the formation of fines during the system operation.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Set 2000
• Data do Fascículo
  Mar 2000