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Efeito do método de síntese nas propriedades e no desempenho catalítico do CuO/ZnO/Nb2O5 aplicado à reação de hidrogenação do CO2
Janaina Fernandes Gomes
Universidade Federal de São Carlos
Agora você poderia compartilhar comigo suas dúvidas, observações e parabenizações
Crie um tópicoO metanol é um produto de interesse, que pode ser obtido a partir de reações de hidrogenação do CO2. Estudos anteriores mostram que materiais à base de Cu são promissores à formação de metanol e que as propriedades desses materiais podem ser moduladas pelo emprego de promotores, pela adoção de diferentes métodos de síntese, impactando, consequentemente, em seus respectivos desempenhos catalíticos. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da adição de Nb como promotor do catalisador de CuO/ZnO, avaliando-se o impacto da metodologia de síntese nas propriedades físico-químicas do material bem como no seu desempenho na reação de hidrogenação de CO2, visando à síntese de metanol. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que o Nb atua como um promotor estrutural, levando à formação de materiais com menores partículas e maiores áreas superficiais. A modificação dessas características foi mais evidente quando ele foi co-precipitado junto ao cobre e ao zinco (Cu/Zn/Nb-CP). Na temperatura de 200 °C, este catalisador apresentou o melhor desempenho em termos de atividade (XCO2 = 5,2%) e seletividade a metanol (SMeOH = 70,2%).
Mayra Martinelli Costa
Boa tarde, Cássia e colaboradores!
Sou estudante de doutorado em EQ na UNICAMP e nosso grupo também trabalha com compostos de Nb. Gostaria de dizer que achei muito interessante sua pesquisa, parabéns! Apenas uma curiosidade: quais seriam os meios mais efetivos para aumentar a conversão de CO2 alcançada no sistema? O uso do Nb se destaca entre eles?
Desde já agradeço pela atenção, abraços!
Natalia de Jesus da Costa
Cássia, parabéns pelo trabalho! Muito interessante. Vocês fizeram algum estudo de estabilidade desses catalisadores com adição nióbio?
Janaina Fernandes Gomes
Oi Natália, bom dia! Obrigada pelo seu questionamento e interesse. Segue abaixo a resposta da Cássia. Um abraço, Janaina.
Resposta da Cássia:
Obrigada, Natalia!
Embora não tenhamos feito o estudo da estabilidade, no trabalho de revisão de Lopes et al. (2015) os autores mostraram que os óxidos de nióbio podem aumentar acentuadamente a atividade catalítica e prolongar a vida do catalisador quando adicionado em pequenas quantidades ao material. Dessa forma pretendemos realizar os testes em estudos futuros.
Ref.: LOPES, O. F. et al. Niobium oxides: an overview of the synthesis of Nb2O5 and its application in heterogeneous photocatalysis. Química nova, v. 38, n. 1, p. 106–117, 2015.
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Janaina Fernandes Gomes
Oi Mayra, bom te ver por aqui! Agradecemos seu questionamento e interesse. Segue abaixo a resposta da Cássia. Um abraço, Janaina.
Resposta da Cássia:
Obrigada pelo importante questionamento levantado, Mayra!
A conversão de CO2 é limitada pela termodinâmica. Para que maiores conversões, próximas àquelas de equilíbrio (veja no trabalho de Zong et al., 2020, o gráfico com os valores para diferentes temperaturas e pressões), sejam atingidas, dentre os diferentes fatores associados às características de um material catalítico à base de cobre a ser aplicado na reação de hidrogenação de CO2 para a síntese de metanol, a dispersão do Cu e a exposição de uma maior área superficial de Cu merecem destaque. Nesse sentido, uma vez que diferentes trabalhos da literatura mostram que o óxido de nióbio pode atuar como um excelente promotor estrutural em catalisadores, fizemos a investigação de
diferentes metodologias para incorporá-lo ao CuO/ZnO.
Ref.: ZHONG, J. et al. State of the art and perspectives in heterogeneous catalysis of CO2 hydrogenation to methanol. Chemical Society Reviews, v. 49, n. 5, p. 1385–1413, 2020.