Estudo de precursores perovskitas LaNi1- xCoxO3 na obtenção de gás de síntese a partir da reforma seca do CH4 em presença de O2

Abstract

Neste trabalho catalisadores a base de perovskitas LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5 e 1,0) e misturadas com SiO2 foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas na reforma seca do CH4 em presença de O2 (Oxi-CO2). As perovskitas foram sintetizadas pela rota dos citratos, misturadas com sílica e caracterizadas através das técnicas de TGA, DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO e EDS. Os difratogramas das amostras apresentaram picos característicos das fases perovskita e amorfa SiO2 (amostras misturadas), indicando que o método de síntese além de simples foi satisfatório. Os precursores não substituídos apresentaram morfologia lamelar, enquanto a substituição com Co conduziu a sólidos com partículas aglomeradas e uniformes, com forma levemente esférica. A análise de XRF indicou que as perovskitas apresentaram estequiometria desejada. A mistura das perovskitas com a SiO2 possibilitou a obtenção de material com área específica mais elevada que o precursor puro.Perfis de TPR- H2 mostraram que a substituição do Ni pelo Co dificulta a redutibilidade das espécies, aumentando a temperatura dos eventos de redução, porem as análises de TPSR indicaram que os mesmos apresentaram-se ativos para a Oxi-CO2. Os testes catalíticos de longa duração apresentaram boa conversão e seletividade ao gás de síntese, obtendo-se razão H2/CO de acordo com a estequiometria da reação. A análise de EDS pós-teste catalítico não foi conclusiva em relação à formação de carbono ao longo da reação, porém as análises de TPO, MEV e TG só constataram deposição de carbono no precursor LaNiO3, evidenciando que a mistura mecânica com SiO2 e a substituição parcial do Ni pelo Co contribuíram para formação de sistemas catalíticos mais estáveis e resistentes à deposição de carbono na superfície catalítica, no período do teste. A utilização de precursores perovskitas com composição LaNi1-xCoxO3 e LaNi1-xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) na Oxi-CO2 reforma do CH4, aliado a condições adequadas é promissor para obtenção de gás de síntese.

In this work catalysts based on perovskites LaNi1-xCoxO3 (X= 0,0; 0,5; 1,0) and mixed with SiO2 were synthesized, characterized and appraised in the dry form of CH4 in presence of O2 (Oxy-CO2).The perovskites were synthesized by the route of citrates, mixed with silica and characterized through the techniques of de TGA, DRX, FRX, MEV, BET, TPR-H2, TPSR, TPO and EDS. The difratograms of the samples presented characteristics picks of the phases perovskite and amorphous SiO2 (mixed samples), indicating that the synthesis method besides simple, was satisfactory. The precursors no substituted presented lamellar morphology, while the substitution with Co led to solids with agglomerated particles and uniforms, with form slightly spherical. The analysis of XFR indicated that the perovskites presented wanted stoichiometry. The mixture of the perovskites SiO2 made possible to obtain materials with specific area higher than the pure precursor. Profiles of H2-TPR showed that the substitution of Ni for Co hinders the reductibility of the species, increasing the temperature of the events of reduction, but the analyzes of TPSR indicated that the same ones displayed to be active for the OXI-CO2. The catalystics tests of long term presented good conversion and selectivity to the synthesis gas, being obtaining ratio H2/CO according to the stoichiometry of the reaction. The analyze of EDS post-test catalytic was not conclusive regarding to the carbon formation during the reaction, but the analyses of TPO,MEV and TG only verified deposition of carbon in the precursor LaNiO3, evidencing that the mechanic mixing SiO2 and the partial substitution of Ni for Co contributed to formation of catalyst systems stableer and resistant to the deposition of carbon on the catalyst surface at the time of the test. The use of precursors perovskites with composition LaNi1-xCoxO3 and LaNi1- xCoxO3/SiO2 (X=0,0; 0,5) in Oxy-CO2 reforming of CH4, together with suitable conditions is promising for obtaining of synthesis gas.