Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Escritori, Janaína Centenaro
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15268
Resumo: In this work, nickel catalysts supported on CeO2/Al2O3 and CeZrO2/Al2O3 were investigated in reforming autothermal of methane, aiming hydrogen production. Two types of aluminas with different areas were used (Al2O3-D and Al2O3-C). Therefore, two catalysts series were prepared: one was supported on Al2O3-D, and another series supported on Al2O3-C. The characterization techniques used were BET surface area, X-Ray Diffraction (XRD), Temperature programmed reduction (TPR-H2), CO2 Temperature programmed dessorption (CO2-TPD) and a model reaction, the dehydrogenation of cyclohexane, was used to evaluate the dispersion of nickel particles. The samples supported on Al2O3-C presented larger values of BET surface areas. XRD analysis showed the formation of a CeZrO2 solid solution. TPR results showed that the presence of cerium and cerium-zirconium oxides promoted the reduction of NiO, increasing the reducibility of the respective catalysts. CO2-TPD analysis indicated the presence of basic sites and of redox sites and that both the support as well as the reduced nickel, quimissorved CO2. The catalysts supported on Al2O3-C presented better nickel dispersions, measured by dehydrogenation of cyclohexane reaction. Light-off curves showed that autothermal reforming of methane occurred by indirect mechanism, which consisted on combustion at lower temperatures, with the posterior reforming of methane by CO2 or H2O at higher temperatures. The catalytic tests of long duration presented, for the majority of the tested samples, good activity, stability and high hydrogen selectivity. CeO2 and CeZrO2 had an important role for the stability of the samples, helping in the regeneration of catalytic surface. The H2/CO ratios were around 2.5 for all the samples, which is a good value for the autothermal reforming of methane. The samples supported on Al2O3-C had presented higher H2/CO ratios. Ni/CeZrO2/Al2O3-C catalyst showed the best activity and this performance is coherent with the results of TPR, which presented higher reduticibility and higher nickel dispesion.
id UFU_b262b33ea405ca1a09804b13e86fb9a0
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/15268
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênioReforma do metanoHidrogênioCeZrO2Processos químicosReforming of methaneHidrogenCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAIn this work, nickel catalysts supported on CeO2/Al2O3 and CeZrO2/Al2O3 were investigated in reforming autothermal of methane, aiming hydrogen production. Two types of aluminas with different areas were used (Al2O3-D and Al2O3-C). Therefore, two catalysts series were prepared: one was supported on Al2O3-D, and another series supported on Al2O3-C. The characterization techniques used were BET surface area, X-Ray Diffraction (XRD), Temperature programmed reduction (TPR-H2), CO2 Temperature programmed dessorption (CO2-TPD) and a model reaction, the dehydrogenation of cyclohexane, was used to evaluate the dispersion of nickel particles. The samples supported on Al2O3-C presented larger values of BET surface areas. XRD analysis showed the formation of a CeZrO2 solid solution. TPR results showed that the presence of cerium and cerium-zirconium oxides promoted the reduction of NiO, increasing the reducibility of the respective catalysts. CO2-TPD analysis indicated the presence of basic sites and of redox sites and that both the support as well as the reduced nickel, quimissorved CO2. The catalysts supported on Al2O3-C presented better nickel dispersions, measured by dehydrogenation of cyclohexane reaction. Light-off curves showed that autothermal reforming of methane occurred by indirect mechanism, which consisted on combustion at lower temperatures, with the posterior reforming of methane by CO2 or H2O at higher temperatures. The catalytic tests of long duration presented, for the majority of the tested samples, good activity, stability and high hydrogen selectivity. CeO2 and CeZrO2 had an important role for the stability of the samples, helping in the regeneration of catalytic surface. The H2/CO ratios were around 2.5 for all the samples, which is a good value for the autothermal reforming of methane. The samples supported on Al2O3-C had presented higher H2/CO ratios. Ni/CeZrO2/Al2O3-C catalyst showed the best activity and this performance is coherent with the results of TPR, which presented higher reduticibility and higher nickel dispesion.Mestre em Engenharia QuímicaNeste trabalho, catalisadores de níquel suportados em CeO2/Al2O3 e CeZrO2/Al2O3 foram investigados na reforma autotérmica do metano, visando a produção de hidrogênio. Foram utilizados dois tipos de aluminas de diferentes áreas (Al2O3-D e Al2O3-C), na preparação das amostras. Assim, foram preparadas duas séries de catalisadores: uma foi suportada em Al2O3- D, e a outra, em Al2O3-C. Foram utilizadas técnicas de caracterização físico-química, como área BET, Difração de raios X (DRX), Redução à temperatura programada (RTP-H2), Dessorção de CO2 à temperatura programada (DTP-CO2) e a reação modelo de desidrogenação de cicloexano para avaliar a dispersão do níquel. As amostras suportadas em Al2O3-C apresentaram maiores áreas BET. Através das análises de DRX, comprovou-se a formação de solução sólida do CeZrO2 e menores tamanhos de partícula de NiO. Os resultados de RTP-CO2 mostraram que a presença dos óxidos de cério e de cério-zircônio, promoveu uma redução conjunta do NiO e do suporte, aumentando a redutibilidade dos respectivos catalisadores. As análises de DTP-CO2 indicaram a presença de sítios básicos, não havendo a formação de sítios redox muito fortes. Os ensaios de DTP-CO2 também mostraram que tanto o suporte, quanto o níquel reduzidos, quimissorvem CO2. Os catalisadores suportados em Al2O3-C obtiveram melhores dispersões de níquel, que foram obtidas pela reação de desidrogenação do cicloexano. As curvas de light-off mostraram que a reforma autotérmica do metano ocorreu via mecanismo indireto, que consistiu na combustão em temperaturas mais baixas, com a posterior reforma com CO2 e reforma a vapor em temperaturas mais elevadas. Os testes catalíticos de longa duração apresentaram, para a maioria das amostras testadas, boa atividade, estabilidade e alta seletividade para hidrogênio. CeO2 e CeZrO2 tiveram um importante papel na estabilidade das amostras, ajudando na regeneração da superfície catalítica, devido as suas propriedades redox. Os catalisadores obtiveram razões de H2/CO em torno de 2,5, que são satisfatórias para a reação de reforma autotérmica do metano. As amostras suportadas em Al2O3-C apresentaram maiores razões. O catalisador Ni/CeZrO2/Al2O3-C exibiu a melhor atividade entre os estudados, e esta melhor atividade está coerente com os resultados de RTP, que apresentou para este catalisador uma maior redutibilidade, além da boa dispersão apresentada para esta amostra.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaEngenhariasUFUHori, Carla Eponinahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784205E1Assis, Adilson José dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728863Z6Bueno, Jose Maria Correahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787745J6Soares, Ricardo Reishttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782725J6Escritori, Janaína Centenaro2016-06-22T18:41:56Z2007-09-242016-06-22T18:41:56Z2007-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfESCRITORI, Janaína Centenaro. Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio. 2007. 26 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15268porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2016-06-23T07:14:17Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/15268Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2016-06-23T07:14:17Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
title Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
spellingShingle Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
Escritori, Janaína Centenaro
Reforma do metano
Hidrogênio
CeZrO2
Processos químicos
Reforming of methane
Hidrogen
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
title_full Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
title_fullStr Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
title_full_unstemmed Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
title_sort Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio
author Escritori, Janaína Centenaro
author_facet Escritori, Janaína Centenaro
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hori, Carla Eponina
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784205E1
Assis, Adilson José de
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728863Z6
Bueno, Jose Maria Correa
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787745J6
Soares, Ricardo Reis
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782725J6
dc.contributor.author.fl_str_mv Escritori, Janaína Centenaro
dc.subject.por.fl_str_mv Reforma do metano
Hidrogênio
CeZrO2
Processos químicos
Reforming of methane
Hidrogen
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
topic Reforma do metano
Hidrogênio
CeZrO2
Processos químicos
Reforming of methane
Hidrogen
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description In this work, nickel catalysts supported on CeO2/Al2O3 and CeZrO2/Al2O3 were investigated in reforming autothermal of methane, aiming hydrogen production. Two types of aluminas with different areas were used (Al2O3-D and Al2O3-C). Therefore, two catalysts series were prepared: one was supported on Al2O3-D, and another series supported on Al2O3-C. The characterization techniques used were BET surface area, X-Ray Diffraction (XRD), Temperature programmed reduction (TPR-H2), CO2 Temperature programmed dessorption (CO2-TPD) and a model reaction, the dehydrogenation of cyclohexane, was used to evaluate the dispersion of nickel particles. The samples supported on Al2O3-C presented larger values of BET surface areas. XRD analysis showed the formation of a CeZrO2 solid solution. TPR results showed that the presence of cerium and cerium-zirconium oxides promoted the reduction of NiO, increasing the reducibility of the respective catalysts. CO2-TPD analysis indicated the presence of basic sites and of redox sites and that both the support as well as the reduced nickel, quimissorved CO2. The catalysts supported on Al2O3-C presented better nickel dispersions, measured by dehydrogenation of cyclohexane reaction. Light-off curves showed that autothermal reforming of methane occurred by indirect mechanism, which consisted on combustion at lower temperatures, with the posterior reforming of methane by CO2 or H2O at higher temperatures. The catalytic tests of long duration presented, for the majority of the tested samples, good activity, stability and high hydrogen selectivity. CeO2 and CeZrO2 had an important role for the stability of the samples, helping in the regeneration of catalytic surface. The H2/CO ratios were around 2.5 for all the samples, which is a good value for the autothermal reforming of methane. The samples supported on Al2O3-C had presented higher H2/CO ratios. Ni/CeZrO2/Al2O3-C catalyst showed the best activity and this performance is coherent with the results of TPR, which presented higher reduticibility and higher nickel dispesion.
publishDate 2007
dc.date.none.fl_str_mv 2007-09-24
2007-02-23
2016-06-22T18:41:56Z
2016-06-22T18:41:56Z
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.uri.fl_str_mv ESCRITORI, Janaína Centenaro. Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio. 2007. 26 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15268
identifier_str_mv ESCRITORI, Janaína Centenaro. Reforma autotérmica do metano em catalisadores de Ni/CeZrO2/Al2O3 para a produção de hidrogênio. 2007. 26 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15268
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Engenharias
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Engenharias
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711388199092224