Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Braga, Adriano Henrique
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4095
Resumo: The effect of variation of cobalt (Co)/nickel (Ni) composition in catalysts based on these transition metals was evaluated focusing mainly in the oxi-reduction properties and their relation to carbon deposition in the Steam Reforming of Ethanol (SRE) reaction. The catalysts, with metal loading of 15 and 8 wt%, were prepared by conventional impregnation of the Co and Ni salts on the sol-gel synthesized support MgAl2O4. The characterization was performed by N2 adsorption-desorption isotherms; X-ray diffraction (XRD); temperature programed reduction (H2-TPR); thermogravimetric analysis (TGA); scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM); X-ray absorption near edge spectroscopy (H2-XANES), in situ extended X-ray absorption on fine structure spectroscopy (SRE-EXAFS) and Raman spectroscopy. The catalytic tests were done in the temperature range of 250 to 700°C and the conversion and products distribution dependence on the metal loading and composition were evaluated. Reduction profiles and diffraction patterns lead to believe that occur the formation of a spinel NiCo2O4 in the weight ratio 1Co:1Ni during calcination. Such spinel once reduced yields an alloy Co-Ni, accordinto to TEM images and EXAFS data. The alloy formation, although it is hard to characterize, seems to be determining factor on carbon deposition resistance on the catalyst surface during SRE. Carbon deposition, as addressed by TGA and SEM, is strongly sensitive to metal loading, being severe on monometallic samples with higher metal loading; independent of the loading, the bimetallic catalysts in the proportion 1:1 are resistant to carbon deposition. SRE-EXAFS showed that these catalysts didn t oxidize during reaction, differing from Co catalysts, where the equilibrium between oxide and metallic sites controls the ethanol activation and carbon oxidation rates.
id SCAR_d56ff4c6ec9bd2b27837057a02831df7
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4095
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Braga, Adriano HenriqueBueno, José Maria Corrêahttp://lattes.cnpq.br/0157452280626031http://lattes.cnpq.br/7251309652981943d935ad7e-722b-405b-9ead-747f10cc704f2016-06-02T19:56:47Z2012-05-302016-06-02T19:56:47Z2012-03-30BRAGA, Adriano Henrique. Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono. 2012. 134 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4095The effect of variation of cobalt (Co)/nickel (Ni) composition in catalysts based on these transition metals was evaluated focusing mainly in the oxi-reduction properties and their relation to carbon deposition in the Steam Reforming of Ethanol (SRE) reaction. The catalysts, with metal loading of 15 and 8 wt%, were prepared by conventional impregnation of the Co and Ni salts on the sol-gel synthesized support MgAl2O4. The characterization was performed by N2 adsorption-desorption isotherms; X-ray diffraction (XRD); temperature programed reduction (H2-TPR); thermogravimetric analysis (TGA); scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM); X-ray absorption near edge spectroscopy (H2-XANES), in situ extended X-ray absorption on fine structure spectroscopy (SRE-EXAFS) and Raman spectroscopy. The catalytic tests were done in the temperature range of 250 to 700°C and the conversion and products distribution dependence on the metal loading and composition were evaluated. Reduction profiles and diffraction patterns lead to believe that occur the formation of a spinel NiCo2O4 in the weight ratio 1Co:1Ni during calcination. Such spinel once reduced yields an alloy Co-Ni, accordinto to TEM images and EXAFS data. The alloy formation, although it is hard to characterize, seems to be determining factor on carbon deposition resistance on the catalyst surface during SRE. Carbon deposition, as addressed by TGA and SEM, is strongly sensitive to metal loading, being severe on monometallic samples with higher metal loading; independent of the loading, the bimetallic catalysts in the proportion 1:1 are resistant to carbon deposition. SRE-EXAFS showed that these catalysts didn t oxidize during reaction, differing from Co catalysts, where the equilibrium between oxide and metallic sites controls the ethanol activation and carbon oxidation rates.O efeito da variação da composição cobalto (Co)/níquel (Ni) em catalisadores à base destes metais de transição foi avaliado focando principalmente nas propriedades de oxirredução e sua relação com a deposição de carbono na reação de Reforma a Vapor do Etanol (RVE). Os catalisadores, com teor metálico de 15 e 8 % em massa, foram preparados por impregnação convencional dos sais de Co e Ni sobre o suporte MgAl2O4 sintetizado por método sol-gel. A caracterização foi realizada por isotermas de adsorçãodessorção de N2; difração de raios X (XRD); redução à temperatura programada (H2-TPR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e transmissão (TEM), espetroscopia de absorção de raios X próximo da borda (H2-XANES), espectroscopia de absorção de raios X estendida de estrutura fina in situ (RVE-EXAFS) e espectroscopia Raman. Os testes catalíticos foram realizados na faixa de temperatura de 250 a 700°C e a dependência da conversão e distribuição de produtos com o teor e composição metálicos foi avaliada. Os perfis de redução e difratogramas levam a crer que ocorre a formação de um espinélio NiCo2O4 na proporção 1Co:1Ni em massa durante calcinação. Este espinélio quando reduzido forma uma liga Co-Ni, conforme mostram imagens de TEM e dados de EXAFS. A formação de liga, embora difícil de ser caracterizada, parece ser fator determinante na resistência a deposição de carbono sobre a superfície do catalisador durante a RVE. A deposição de carbono, conforme averiguada por TGA e SEM, é fortemente sensível ao teor metálico, sendo severa nas amostras monometálicas com maior teor de metal; já os catalisadores bimetálicos na proporção 1:1 são resistentes à deposição de carbono independentemente do teor. RVE-EXAFS mostrou que estes catalisadores não se oxidam durante reação; diferindo de catalisadores de Co, onde o equilíbrio entre sítios óxidos e metálicos controla as taxas de ativação de etanol e oxidação do carbono.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQUFSCarBRCatalisadoresCatalisadores bimetálicosReforma à vaporEtanolAcúmulo de carbonoNíquelCobaltoXAFSNickelCobaltBimetallic catalystSteam reformingEthanolXAFSENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICACatalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbonoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-13b275236-acc5-4218-a33b-8f802e7f5a18info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL4365.pdfapplication/pdf6331664https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/1/4365.pdf4fff8665ac587e730c995ecd4feb1665MD51TEXT4365.pdf.txt4365.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/2/4365.pdf.txtd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD52THUMBNAIL4365.pdf.jpg4365.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7115https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/3/4365.pdf.jpg1229c8eead8a19b7b17ef6de8980e93eMD53ufscar/40952023-09-18 18:31:33.509oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4095Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:33Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
title Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
spellingShingle Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
Braga, Adriano Henrique
Catalisadores
Catalisadores bimetálicos
Reforma à vapor
Etanol
Acúmulo de carbono
Níquel
Cobalto
XAFS
Nickel
Cobalt
Bimetallic catalyst
Steam reforming
Ethanol
XAFS
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
title_full Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
title_fullStr Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
title_full_unstemmed Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
title_sort Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono
author Braga, Adriano Henrique
author_facet Braga, Adriano Henrique
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7251309652981943
dc.contributor.author.fl_str_mv Braga, Adriano Henrique
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Bueno, José Maria Corrêa
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0157452280626031
dc.contributor.authorID.fl_str_mv d935ad7e-722b-405b-9ead-747f10cc704f
contributor_str_mv Bueno, José Maria Corrêa
dc.subject.por.fl_str_mv Catalisadores
Catalisadores bimetálicos
Reforma à vapor
Etanol
Acúmulo de carbono
Níquel
Cobalto
XAFS
topic Catalisadores
Catalisadores bimetálicos
Reforma à vapor
Etanol
Acúmulo de carbono
Níquel
Cobalto
XAFS
Nickel
Cobalt
Bimetallic catalyst
Steam reforming
Ethanol
XAFS
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Nickel
Cobalt
Bimetallic catalyst
Steam reforming
Ethanol
XAFS
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description The effect of variation of cobalt (Co)/nickel (Ni) composition in catalysts based on these transition metals was evaluated focusing mainly in the oxi-reduction properties and their relation to carbon deposition in the Steam Reforming of Ethanol (SRE) reaction. The catalysts, with metal loading of 15 and 8 wt%, were prepared by conventional impregnation of the Co and Ni salts on the sol-gel synthesized support MgAl2O4. The characterization was performed by N2 adsorption-desorption isotherms; X-ray diffraction (XRD); temperature programed reduction (H2-TPR); thermogravimetric analysis (TGA); scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM); X-ray absorption near edge spectroscopy (H2-XANES), in situ extended X-ray absorption on fine structure spectroscopy (SRE-EXAFS) and Raman spectroscopy. The catalytic tests were done in the temperature range of 250 to 700°C and the conversion and products distribution dependence on the metal loading and composition were evaluated. Reduction profiles and diffraction patterns lead to believe that occur the formation of a spinel NiCo2O4 in the weight ratio 1Co:1Ni during calcination. Such spinel once reduced yields an alloy Co-Ni, accordinto to TEM images and EXAFS data. The alloy formation, although it is hard to characterize, seems to be determining factor on carbon deposition resistance on the catalyst surface during SRE. Carbon deposition, as addressed by TGA and SEM, is strongly sensitive to metal loading, being severe on monometallic samples with higher metal loading; independent of the loading, the bimetallic catalysts in the proportion 1:1 are resistant to carbon deposition. SRE-EXAFS showed that these catalysts didn t oxidize during reaction, differing from Co catalysts, where the equilibrium between oxide and metallic sites controls the ethanol activation and carbon oxidation rates.
publishDate 2012
dc.date.available.fl_str_mv 2012-05-30
2016-06-02T19:56:47Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-03-30
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:56:47Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv BRAGA, Adriano Henrique. Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono. 2012. 134 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4095
identifier_str_mv BRAGA, Adriano Henrique. Catalisadores bimetálicos de Co e Ni aplicados à reforma à vapor do etanol: propriedades de oxiredução na resistência à deposição de carbono. 2012. 134 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4095
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv -1
-1
dc.relation.authority.fl_str_mv 3b275236-acc5-4218-a33b-8f802e7f5a18
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/1/4365.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/2/4365.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4095/3/4365.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 4fff8665ac587e730c995ecd4feb1665
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
1229c8eead8a19b7b17ef6de8980e93e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813715533356335104