Preparação e caracterização de catalisadores metálico suportados para a reação de reforma do gás metano com dióxido de carbono para obtenção do gás de síntese

Abstract

Neste trabalho, foram preparados diferentes catalisadores metal-óxido suportados que fossem ativos, seletivos e estáveis frente à reação de reforma a seco do metano para produção do gás de síntese. Os catalisadores foram preparados empregando métodos convencionais de preparo, como impregnação úmida e precursores poliméricos. Empregou-se como fase ativa os metais níquel e cobalto e como suportes os óxidos de zinco, nióbio, silício e alumínio (comercial e pelo método de precipitação de esferas). O potássio foi empregando como dopante. Os catalisadores foram caracterizados físico-quimicamente antes e, quando necessário, após os testes catalíticos, utilizando para isso técnicas de adsorção física de nitrogênio, difratometria de raios-X (DRX), análises de redução em temperatura programada (RTP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os testes catalíticos foram realizados em fase gasosa, sob pressão atmosférica, utilizando um reator de leito fixo a uma temperatura reacional de 625 °C e uma proporção molar de reagentes de 4:1:1 (N2:CH4:CO2), sendo o fluxo total de 35 cm3/min. Empregou-se o N2 como gás diluente e também como padrão interno para a análise cromatográfica. A ativação catalítica foi realizada sob fluxo de H2 durante o período de 90 minutos. Para a análise dos produtos reacionais foi utilizado um cromatógrafo gasoso equipado com coluna empacotada (Peneira molecular 5A e Porapak Q) e detector de condutividade térmica. Os catalisadores que utilizaram o óxido de alumínio como suporte, apresentaram maiores áreas superficiais. As maiores conversões de metano foram obtidas utilizando os catalisadores preparados pelo método de impregnação úmida sendo, entre esses, o catalisador com a adição de potássio o que apresentou uma maior atividade catalítica, com 80% do metano convertido.