Banca de QUALIFICAÇÃO: FABIANA THAYSE DOS SANTOS SILVA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : FABIANA THAYSE DOS SANTOS SILVA
DATA : 01/07/2022
LOCAL: Defesa remota
TÍTULO:

Reforma catalítica do Biogás para produção de Bio-hidrogênio: desenvolvimento de novos catalisadores e estudo dos efeitos da presença de impurezas

PALAVRAS-CHAVES:

MOFs; catálise heterogênea; óxidos; hidrogênio

PÁGINAS: 106
RESUMO:

As Redes metalorgânicas, do inglês metal-organic frameworks (MOFs), compõem uma
extensa classe de materiais porosos quem têm sido amplamente estudados nas últimas
décadas para aplicações em adsorção, armazenamento de gases,catálise, dentre outras. O
uso das MOFs como catalisadores têm se mostrado promissor, um exemplo disso são as
reações de reforma a seco para produção de gás de síntese, porém o uso das MOFs tem
suas limitações que são provenientes das condições em que essas reações são realizadas,
como as elevadas temperaturas em que as MOFs tendem a se decompor. Uma alternativa é
o uso das MOFs como precursor de óxidos, que ao serem obtidos dessa forma apresentam
características inerentes ao seu precursor, como por exemplo área superficial, mas como
propriedades melhoradas, como a resistência térmica e dependendo composição também
diminuem a sua desativação. Sendo assim na primeira etapa deste trabalho, apresentado
para o exame de qualificação de tese, é reportado um estudo sobre a preparação de MOFs a
base de Ce e/ou Zr usando o ácido tereftálico (1,4-H2BDC) ou o ácido trimésico (1,3,5-H3BTC).
Neste estudo foram testadas diferentes rotas e condições sintéticas, bem como o uso de
aditivos, visando o controle do tamanho e do estado de aglomeração das partículas dos pós
obtidos. Estas MOFs foram impregnadas com níquel e termicamente decompostas em
atmosfera inerte (Ar) ou oxidante (ar) para obtenção dos sistemas catalíticos de interesse.
Todas as amostras obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX),
espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise
termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os espectros de FTIR
das MOFs monometálicas produzidas indicaram a desprotonação do ligante orgânico, um
forte indício da cristalização da estrutura metalorgânica posteriormente confirmada pelos
difratogramas de raios-X. No caso das MOFs mistas (Ce:Zr) preparadas nas proporções
50:50, 70:30 e 30:70, os resultados confirmaram a obtenção de estruturas metalorgânicas
apenas quando usado o 1,4-H2BDC como precursor do ligante orgânico. Os difratogramas
das amostras termicamente decompostas apresentaram picos característicos de NiO, CeO2
e/ou ZrO2. Análises de MEV revelaram que tanto a natureza do ligante orgânico quanto dos
metais usados na síntese das MOFs tem forte influência sobre o tamanho de partícula e/ou
estado de aglomeração dos pós produzidos. Além disso, também se constatou que o uso de
atmosfera de ar proporcionou a obtenção de pós com partículas de menor tamanho e menos
aglomeradas. Com base nestes resultados algumas amostras foram selecionadas para a
realização de testes de atividade catalítica na produção de H2 via desidrogenação de NaBH4.
Foram testadas a Ce-BDC e os óxidos CeO2,Ni@CeO2 e Ni@ZrO2, para a MOF foram feitos
testes em três temperaturas, 30°, 40° e 50°C, no caso do óxido de Ce alteramos a quantidade
de catalisador 5, 10 e 15mg e para o óxido de Zr variamos a temperatura, 30 °C, 40 °C e 50
°C. Nos testes de produção de H2 Ce-BDC apresentou melhor produção em 50°C, para as
três temperaturas a produção começa a estacionar depois de 30 minutos de reação, para os
óxido de Ce houve a produção de H2 independentemente da quantidade de catalisador sendo
a produção maior para o Ni@CeO2.. No caso do Ni@ZrO2 a produção só começa a ocorrer
em 40 °C, tendo seu máximo em 50 °C. Para os dois óxidos com Ni testados a produção
continua após os 60 minutos estipulados para esses testes.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1754300 - BRAULIO SILVA BARROS
Interna - 1857515 - GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
Externo à Instituição - LEONIS LOURENÇO DA LUZ - UFPE
Externo à Instituição - ROMUALDO RODRIGUES MENEZES