Perovskitas a base de níquel e nióbio como catalisadores para reforma a vapor de metano - Gonçalves, Juliana Ferreira (UFRJ, 2014)
[PT] O hidrogênio tem sido apontado como uma potencial fonte energética no futuro, no entanto, como não é uma fonte primária, deve ser gerado a partir de diferentes matérias-primas. O trabalho tem como objetivo avaliar a atividade de perovskitas do tipo LaNi0,5Nb0,5O3 para a geração de hidrogênio via reforma a vapor de metano, uma vez que catalisadores tradicionais – níquel em alumina – desativam rapidamente em virtude da deposição de carbono e/ou sinterização. As perovskitas foram sintetizadas pelo método de combustão utilizando o ácido cítrico, glicina e ureia como agentes combustíveis. As amostras foram avaliadas pelas seguintes técnicas: Temperatura Máxima de Chama e Tempo de Ignição, Análise Termogravimétrica e Termodiferencial, Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Área Superficial Específica BET e Redução à Temperatura Programada (TPR). Os resultados mostraram que a temperatura de calcinação da perovskita varia de acordo com o agente combustível utilizado. Amostras sintetizadas a partir do ácido cítrico, glicina e ureia foram calcinadas a 1000, 800 e 900º C, respectivamente, para uma boa formação de fase cristalina. A análise de TPR mostrou que a redução das perovskitas deve ser realizada no mínimo a 736º C para que a fase ativa possa ser formada. Os catalisadores foram avaliados na reforma a vapor do metano em temperaturas entre 400 e 900º C e no teste de estabilidade realizado a 700º C por 24 horas. Os três catalisadores obtiveram conversões semelhantes em todo intervalo de temperatura estudado e no teste de estabilidade apenas o catalisador sintetizado com glicina desativou, com queda na conversão de metano de 83,8 a 31,2%. Com este estudo, pode-se concluir que perovskitas do tipo niquelato de lantânio dopadas com nióbio, principalmente as sintetizadas com ureia, são materiais promissores para catalisadores de reforma a vapor de metano.[EN] Hydrogen has been pointed as a potential energy source in the future, however, as it is not a primary source, should be generated from different raw materials. The study aims to evaluate the activity of the LaNi0,5Nb0,5O3 perovskites for the generation of hydrogen via methane steam reforming, since traditional catalysts - nickel in alumina - deactivate rapidly due to the deposition of carbon and/or sintering. The perovskites have been synthesized by the combustion method using citric acid, glycine and urea as fuel agents. The samples were evaluated by the following techniques: Maximum Flame Temperature and Ignition Time, Thermogravimetric and Differential Thermal Analysis, X-Ray Powder Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), BET Specific Surface Area and Temperature Programmed Reduction (TPR). The results showed that the calcination temperature of the perovskites varies according to the used fuel agent. Samples synthesized from citric acid, glycine and urea were calcined at 1000, 800 and 900° C, respectively, for a good formation of the crystalline phase. The TPR analysis showed that the reduction of perovskites should be performed at least at 736º C for formation of the active phase. The catalysts were evaluated in the methane steam reforming at temperatures between 400 and 900° C and the stability test performed at 700° C for 24 hours. The three catalysts had similar conversions throughout the studied temperature range and at the stability test, the catalyst synthesized with glycine was the one that deactivated, with a drop in methane conversion from 83,8 to 31,2%. With this study, it can be concluded that perovskites like lanthanum nickelate doped with niobium, mainly synthesized with urea, are promising materials for catalysts of methane steam reforming.