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Title: Materiais estruturados para reforma a seco de metano
Authors: Araújo, Larissa Costa Barros de
Keywords: Óxidos;Combustão;Reforma Seca;Gás de síntese;Espinélio
Issue Date: 10-Dec-2012
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: ARAÚJO, Larissa Costa Barros de. Materiais estruturados para reforma a seco de metano. 2012. 84f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.
Portuguese Abstract: A implementação de novas tecnologias que atuam no sentido de reduzir as emissões dos gases responsáveis pelo aumento do efeito estufa, estão sendo frequentemente pesquisadas. O aprimoramento dessas novas tecnologias depende principalmente da disponibilidade de materiais com propriedades essenciais para essa finalidade (resistência ao atrito, tenacidade e alta reatividade com oxigênio). Os óxidos metálicos que apresentam estrutura tipo espinélio e espinélio invertido são materiais que possuem essas propriedades. Esse trabalho avalia o método de síntese por reação de combustão assistida por microondas para a obtenção dos seguintes óxidos sintéticos MgAl2O4, ZnAl2O4, CaAl2O4 e LaNi2O4 usando uréia como combustível, como também tem como objetivo produzir gás de síntese a partir da reação de reforma seca do metano, utilizando catalisadores de níquel suportados nos óxidos previamente sintetizados. As amostras dos óxidos sintetizados foram calcinadas a 800 oC por 2 horas e impregnadas com 5% de níquel. As amostras impregnadas foram calcinadas a 850 °C por 4 horas para obtenção das fases desejadas. Os materiais obtidos foram caracterizados quimicamente por Fluorescência de raios X, Difração de raios X, Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica, medidas de área superficial especifica e Microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de Difração de raios X demonstraram que todas as amostras apresentaram picos cristalinos, com ou sem impregnação de Níquel. Observando os resultados da microscopia eletrônica de varredura, nota-se que em toda as amostras impregnadas, são evidentes a presença de pequenas proporções de NiO. A morfologia observada é compatível com a metodologia de síntese, ou seja, reação de combustão assistida por microondas, e o óxido de níquel presente nas amostras é de fundamental importância na reação de reforma a vapor e a seco do metano. Os resultados dos testes catalíticos mostraram que os catalisadores são ativos para a reação de reforma seca do metano, porém o catalisador que obteve o melhor desempenho relacionando conversão de metano e capacidade de transferência de oxigênio foi o 5% Ni/MgAl2O4 850 °C/4h.
Abstract: The implementations of new technologies that act to reduce emissions of the gases responsible for increased greenhouse effect are often searched. The improvement of these technologies depends mainly on the availability of materials with essential properties for this purpose (abrasion resistance, toughness and high reactivity with oxygen). The metal oxides that exhibit structure type inverted spinel and normal spinel are materials that exhibit these properties. This study evaluates the synthesis method based on combustion assisted by microwave to obtain the following synthetic oxides MgAl2O4, ZnAl2O4, and CaAl2O4 LaNi2O4 using urea as fuel. It is also aims to produce synthesis gas from methane using dry reforming reaction over nickel catalysts supported on oxides previously synthesized. Samples of the synthesized oxides were calcined at 800 °C for 2 hours and impregnated with 5% nickel after calcination. The impregnated samples were calcined at 850 °C for 4 hours to obtain the desired phases. The materials were chemically characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, spectroscopy in the infrared Fourier transform (FTIR), Thermogravimetric analysis, specific surface area measurements and scanning electron microscopy. The results of X-ray diffraction showed that all samples exhibited crystalline peaks with or without impregnation of nickel. Observing the results of scanning electron microscopy, we note that in all the samples impregnated, are evident the presence of small amounts of NiO. The morphology observed is compatible with the synthesis methodology, ie combustion reaction assisted by microwave. The nickel oxide present in the samples is importance in the reaction of steam reforming or dry reforming because it is responsible by active sites actuation. The results of the catalytic tests showed that the catalysts are active for the methane dry reforming, but the catalyst that got the best performance relating methane conversion and oxygen transfer capacity was 5% Ni/MgAl2O4 850 °C/4h.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27153
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