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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22782
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Catalisadores La-Cu-Al para a reação de redução do NO pelo CO |
Título(s) alternativo(s): | La-Cu-Al catalysts for the reaction of NO reduction by CO |
Autor: | Gomes, Thainá Nascimento da Conceição ![]() |
Primeiro orientador: | Zotin, Fatima Maria Zanon |
Segundo orientador: | Santos, Luz Amparo Palacio |
Primeiro membro da banca: | Soares, André Von-Held |
Segundo membro da banca: | Henriques, Cristiane Assumpção |
Terceiro membro da banca: | Coelho, Tiago Lima |
Resumo: | Nos últimos anos estão sendo estudados novos tipos de catalisadores para reduzir as emissões de NOx na atmosfera, devido ao potencial contaminante dos óxidos de nitrogênio, principalmente do N2O que é um gás altamente nocivo do efeito estufa. Usualmente, são usados catalisadores compostos por metais nobres que apresentam diversas desvantagens, destacando-se seu custo elevado e a formação significativa de N2O, principalmente durante as emissões a frio. A fim de buscar o desenvolvimento de catalisadores de baixo custo e elevada atividade, a presente dissertação procurou estudar a influência do lantânio em catalisadores de cobre e alumínio, na reação de redução do NO pelo CO visando a melhora na atividade catalítica, além de avaliar a influência dos diferentes métodos de preparo e a estabilidade térmica dos catalisadores. Esse aspecto também é relevante considerando as altas temperaturas a que esses catalisadores são submetidos. Foram utilizados o método do precursor por coprecipitação, em modo contínuo (CuAlHT e LaCuAlHT) visando à obtenção da fase hidrotalcita, o método de impregnação (La/CuAlHT) e o método de reação em estado sólido (CuAlRS e LaCuAlRS). A partir da análise de DRX, constatou-se, para os precursores, a obtenção da fase hidrotalcita pura. Após calcinação dos precursores a 600 °C apenas a fase cristalina de CuO foi observada; já os envelhecidos a 900 e 1000 °C apresentaram as fases cristalinas de CuO e CuAl2O4. O catalisador CuAlHT900 apresentou a maior redutibilidade dentre os catalisadores novos e envelhecidos. A análise de espectroscopia de absorção de raios X indicou que, inicialmente, os catalisadores CuAlHT600 e CuAlHT900 possuem majoritariamente espécies de Cu2+, porém, após a redução o CuAlHT600 apresentou apenas a espécie de Cu0, e o CuAlHT900 apresentou as espécies de Cu+ e Cu0, sendo Cu+ em maior quantidade. Os catalisadores envelhecidos a 900 °C apresentaram melhor atividade catalítica quando comparados aos novos, exceto o catalisador La/CuAlHT900. Esta melhora deve-se provavelmente à presença das espécies de aluminato de cobre nos catalisadores envelhecidos. Quando envelhecidos a 1000 °C apenas o CuAlHT1000 apresentou melhor atividade frente ao catalisador novo, e os catalisadores sintetizados por reação em estado sólido sofreram desativação, provavelmente devido ao efeito das altas temperaturas do envelhecimento térmico. Os catalisadores sintetizados por reação em estado sólido à base de La, LaCuAlRS600 e LaCuAlRS900, apresentaram menor formação de N2O por serem menos ativos a baixas temperaturas. |
Abstract: | In recent years, new types of catalysts are being studied to reduce NOx emissions into the atmosphere, due to the contaminating potential of nitrogen oxides, mainly N2O, which is a highly harmful greenhouse gas. Usually, catalysts composed of noble metals are used, which present several disadvantages, highlighting their high cost and the significant formation of N2O, mainly during cold emissions. In order to seek the development of low cost and high activity catalysts, the present dissertation sought to study the influence of lanthanum in copper and aluminum catalysts, in the reaction of reducing NO by CO, aiming at improving catalytic activity, in addition to evaluating the influence of different preparation methods and the thermal stability of the catalysts. This aspect is also relevant considering the high temperatures to which these catalysts are subjected. The precursor method by coprecipitation was used, in continuous mode (CuAlHT and LaCuAlHT) in order to obtain the hydrotalcite phase, the impregnation method (La/CuAlHT) and the solid state reaction method (CuAlRS and LaCuAlRS). From the XRD analysis, it was verified, for the precursors, the obtaining of the pure hydrotalcite phase. After calcination of the precursors at 600 °C, only the crystalline phase of CuO was observed; whereas those aged at 900 and 1000 °C showed the crystalline phases of CuO and CuAl2O4. The CuAlHT900 catalyst showed the highest reducibility among new and aged catalysts. The analysis of X-ray absorption spectroscopy indicated that initially, the CuAlHT600 and CuAlHT900 catalysts mainly have Cu2+ species, however, after reduction CuAlHT600 presented only the Cu0 species, and CuAlHT900 presented the Cu+ and Cu0 species, with Cu+ in greater quantity. The catalysts aged at 900 °C showed better catalytic activity when compared to the new ones, except for the La/CuAlHT900 catalyst. This improvement is probably due to the presence of copper aluminate species in aged catalysts. When aged at 1000 °C, only CuAlHT1000 showed better activity compared to the new catalyst, and the catalysts synthesized by reaction in solid state suffered deactivation, probably due to the effect of high temperatures of thermal aging. The catalysts synthesized by reaction in solid state based on La, LaCuAlRS600 and LaCuAlRS900, showed less formation of N2O because they are less active at low temperatures. |
Palavras-chave: | Catalisadores Hidrotalcitas Óxido Nítrico Monóxido de carbono Hidrotalcita Cobre Lantânio NOx Catálise automotiva Hydrotalcite Copper Lanthanum Automotive catalyst |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | GOMES, Thainá Nascimento da Conceição. Catalisadores La-Cu-Al para a reação de redução do NO pelo CO. 2020. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22782 |
Data de defesa: | 3-Jan-2020 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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Dissertação - Thainá Nascimento da Conceição Gomes - 2020 - Completa.pdf | 2,45 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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