Ref.: MCoMge32-002
Apresentador: Ludmila de Paula Cabral Silva
Autores (Instituição): Silva, L.d.(Universidade Federal Fluminense); Terra, L.E.(Universidade Federal Fluminense); Coutinho, A.C.(Universidade Federal Fluminense); Passos, F.B.(Universidade Federal Fluminense);
Resumo:
A produção de hidrogênio através da gaseificação de resíduos é um caminho interessante para atender o desenvolvimento de tecnologias que gerem um melhor aproveitamento dos recursos existentes. Porém, neste processo há geração de CO em concentrações consideráveis, sendo necessária etapa de reação de deslocamento gás-água (CO + H2O ? CO2 + H2) para purificar a corrente e aumentar o H2 produzido. O gás proveniente de resíduos ainda pode apresentar quantidades significativas de enxofre.
Esta reação demanda de novos catalisadores livres de metais com potencial cancerígeno, como o cromo e que possam atuar em diferentes condições reacionais. Neste contexto avaliou-se a aplicabilidade do catalisador suportado Co/Nb2O5 para reação de deslocamento gás-água na ausência e presença de H2S na carga.
O material foi obtido pelo método de impregnação seca e caracterizado por difração de raios-X, fisissorção de nitrogênio, quimissorção por pulso, espectroscopia de raios-X por energia dispersiva, análise de redução à temperatura programada (TPR), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS, adsorção-dessorção de molécula sonda e reação in situ).
Pela análise de quimissorção de H2 foi obtido baixo valor para dispersão metálica (4%) e não foi verificado consumo significante do adsorvente para a análise com CO. O que pode sugerir uma maior dificuldade na adsorção deste gás, como também foi observado durante os experimentos de DRIFTS.
A baixa dispersão pode ser resultante do efeito SMSI (Strong Metal-Support Interaction) verificado quando o Nb2O5 é utilizado como suporte para metais e consiste na forte interação com a fase metálica após condições de redução. Foram verificados picos de nióbia em estado de oxidação inferior a +5 durante a análise de XPS, indicando que é um fenômeno possível.
No perfil de redução com H2 dos catalisadores foi observado um ombro a 410°C em um pico com máximo a 505°C com. Como as análises de caracterização indicaram que há uma mistura de óxidos de cobalto considerou-se que o primeiro pico está relacionado à redução do Co2O3 a CoO e o segundo do CoO a Co0, sendo que o CoO é proveniente tanto da redução do Co2O3 quanto de espécies de Co(II) pré-existentes.
O espectro obtido na região de energia de ligação correspondente ao Co 2p evidenciou a existência de cobalto metálico e cobalto oxidado na superfície do catalisador na análise do material reduzido e passivado. A comparação entre os teores mássicos superficiais e bulk resultantes das análises de XPS e EDX indicou enriquecimento superficial de nióbio.
Os resultados de atividade catalítica foram comparados aos obtidos para catalisadores Co-Mo suportado em alumina, sílica e em zeólitas. O catalisador Co/Nb2O5 apresentou durante a reação limpa valores de taxas de reação significativamente superiores, no entanto verificou-se tendência de desativação que foi aumentada quando exposto ao H2S.