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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44056
Tipo: Dissertação
Título: Síntese mecanoquímica solvent-free de La2NiO4 para aplicação na reforma a seco do metano: análise termodinâmica e contribuições na instrumentação de medidas de vazão gasosa.
Título(s) alternativo(s): Solvent-free mechanochemical synthesis of La2NiO4 for application in dry methane reforming: thermodynamic analysis and contributions to instrumentation for gas flow measurements.
Autor(es): Neves, Igor Rodrigues
Primeiro Orientador: Brandão, Soraia Teixeira
metadata.dc.contributor.referee1: Brandão , Soraia Teixeira
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Maria Luiza Andrade da
metadata.dc.contributor.referee3: Pepe, Iuri Muniz
Resumo: A reforma a seco do metano permite produzir gás de síntese (syngas) com razão H₂:CO ≈ 1:1 a partir de CH4 e CO2, gases do efeito estufa, usando catalisadores à base de níquel. Neste trabalho, utilizou-se uma rota mecanoquímica para produção de La2NiO4 reduzido in situ a Ni/La2O3 visando propor uma síntese mais econômica e sustentável que a tradicional. Para entender compreensivamente o sistema e materiais, cálculos termodinâmicos baseados em constantes de equilíbrio e energia livre de Gibbs que se mostraram concordantes com os dados experimentais e da literatura permitindo inferir características cinéticas. Durante o trabalho, também se automatizou a medida de vazão dos gases utilizados de modo a garantir que os testes fossem reprodutíveis o que resultou em um instrumento que foi incorporado ao laboratório com potencial de patenteamento. Os materiais foram obtidos pelos métodos citrato, material de referência, e de moagem (ball-milling), variando os precursores de níquel (óxido ou nitrato) e o uso de auxiliar de moagem (ácido cítrico). Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, redução termoprogramada (TPR), microscopia de eletrônica de transmissão (MET), reação superficial termoprogramada (TPSR), adsorção de nitrogênio e oxidação termoprogramada pós-teste, além de avaliá-los em reação em fluxo por 20 h. Foi possível com o trabalho evidenciar a influência dos precursores e método de síntese na performance do material através de características como o diâmetro das nanopartículas formadas e tamanho de cristalito. Os materiais de referência e os obtidos a partir de nitratos mostraram-se promissores, pois foram ativos e estáveis por 20 h. O melhor dos materiais obtidos apresenta razão H2/CO mais próxima de 1, maior rendimento a H₂ e CO, além de economia de até 70% de água na síntese.
Abstract: Dry reforming of methane enables the production of synthesis gas (syngas) with an H₂:CO ratio of approximately 1:1 from CH₄ and CO₂, both greenhouse gases, using nickel-based catalysts. In this work, a perovskite route was employed, with La₂NiO₄ reduced in situ to Ni/La₂O₃, aiming to propose a synthesis route that is more economical and sustainable than the conventional one through the milling of reactants without water. To comprehensively understand the system and the materials, thermodynamic calculations based on equilibrium constants and Gibbs free energy were performed and were found to be in agreement with experimental and literature data, allowing the inference of kinetic characteristics. During the study, the gas flow rate measurements were also automated in order to ensure reproducible tests, resulting in the development of an instrument that was incorporated into the laboratory and shows potential for patenting. The materials were synthesized via the citrate method (reference material) and by ball milling, varying the nickel precursors (oxide or nitrate) and the use of a milling aid (citric acid). To differentiate the materials, characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), temperature-programmed reduction (TPR), transmission electron microscopy (TEM), temperature-programmed surface reaction (TPSR), nitrogen adsorption, and post-test temperature-programmed oxidation were employed, in addition to evaluating their performance in a continuous-flow reaction for 20 h. The influence of the nickel precursor and synthesis method on catalytic performance was evidenced through characteristics such as nanoparticle diameter and crystallite size. The reference materials and those obtained from nitrate precursors proved to be promising, as they were active and stable for 20 h. The best material obtained exhibited H2/CO ratio closer to 1, higher H₂ and CO yield, and up to 70% water savings during synthesis.
Palavras-chave: Reforma a Seco do Metano
Síntese Verde
Química
Método de óxidos mistos
Cálculos termodinâmicos
Energia de Gibbs
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química 
Citação: NEVES, Igor Rodrigues. Síntese mecanoquímica sem solvente de La2NiO4 para aplicação na reforma a seco do metano : análise termodinâmica e contribuições na instrumentação de medidas de vazão gasoso. 2026. 135 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2026.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44056
Data do documento: 23-Jan-2026
Aparece nas coleções:Dissertação (PPGQUIM)

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