Síntese e caracterização de catalisadores de LaNiO3 não suportados e suportados em Al2O3 e ZrO2 para a reforma a vapor do metano

Ionic oxides with ABO3 structure, where A represents a rare earth element or an alkaline metal and B is a transition metal from group VIII of the periodic table are potential catalysts for oxidation and good candidates for steam reforming reaction. Different methods have been considered for the synthesis of the oxide materials with perovskite structure to produce a high homogeneous material with low amount of impurities and low calcination temperatures. In the current work, oxides with the LaNiO3 formula had been synthesized using the method of the polymeric precursors. The thermal treatment of the materials took place at 300 ºC for 2h. The material supported in alumina and/or zirconia was calcined at 800 ºC temperature for 4h. The samples had been characterized by the following techniques: thermogravimetry; infrared spectroscopy; X-ray diffraction; specific surface area; distribution of particle size; scanning electron microscopy and thermo-programmed reduction. The steam reforming reaction was carried out in a pilot plant using reducing atmosphere in the reactor with a mixture of 10% H2-Argon, a mass about 5g of catalyst, flowing at 50 mL.min-1. The temperature range used was 50 - 1000 oC with a heating rate of 10 oC.min-1. A thermal conductivity detector was used to analyze the gas after the water trapping, in order to permit to quantify the consumption of hydrogen for the lanthanum nickelates (LaNiO3). The results showed that lanthanum nickelate were more efficient when supported in alumina than when supported in zirconia. It was observed that the methane conversion was approximately 100% and the selectivity to hydrogen was about 70%. In all cases were verified low selectivity to CO and CO2

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Óxidos iônicos com estrutura ABO3, onde A representa elemento terra rara ou metal alcalino e B é um metal de transição especialmente do grupo VIII da tabela periódica são potenciais catalisadores para oxidação e fortes candidatos para reforma a vapor. Diferentes métodos têm sido propostos para a síntese de óxidos com estrutura perovisquita visando produzir um material com alta homogeneidade, baixa quantidade de impurezas e baixa temperatura de calcinação. No presente trabalho, óxidos do tipo LaNiO3 foram sintetizados utilizando o método dos precursores poliméricos. Os materiais foram tratados termicamente a 300 ºC por 2h, calcinados a 800 ºC por 4h e suportados em alumina e/ou zirconia. As amostras foram caracterizadas pelas seguintes técnicas: análise termogravimétrica; espectroscopia na região do infravermelho; difração de raios-X; área superficial; distribuição do tamanho de partícula; redução a temperatura programada e microscopia eletrônica de varredura. Reações catalíticas de reforma a vapor foram realizadas em uma planta piloto, usando-se atmosfera redutora com uma mistura de 10% H2-Argônio, uma massa de cerca de 5g de catalisador, com fluxo total de 50 mL.min-1. A temperatura variou de 50 a 1000 oC com razão de aquecimento de 10 oC.min-1. Um detector de condutividade térmica foi utilizado para analisar o gás após trapeamento da água, permitindo assim quantificar o consumo de hidrogênio para os niquelatos de lantânio (LaNiO3). Os resultados mostraram que o niquelato de lantânio, foi mais eficaz quando suportado em alumina que em zirconia, observou-se que a conversão do metano foi próxima a 100% e seletividade ao hidrogênio em torno de 70%. Em todos os casos verificou-se baixa seletividade ao CO e CO2