Avaliação da Cu-FAU por Espectroscopia na Região do UV-vis in situ no Processo de Oxidação Direta do Metano em Metanol

Download
Favoritar este trabalho
Como citar esse trabalho?
Detalhes
  • Tipo de apresentação: Trabalho completo - apresentação oral 5 a 10 minutos
  • Eixo temático: Catálise em refino e petroquímica
  • Palavras chaves: oxidação do metano; metanol; Faujasita; processo isotérmico;

Autoras(es):

  • 1 Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos
  • 2 Universidade Federal de São Carlos

Avaliação da Cu-FAU por Espectroscopia na Região do UV-vis in situ no Processo de Oxidação Direta do Metano em Metanol

Jussara Vitória Reis

Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos

Resumo

O processo isotérmico da reação de oxidação do metano em metanol em ciclos é essencial para reduzir o tempo de cada ciclo de reação. A utilização Cu-Faujasita (Cu-FAU) no processo isotérmico com alto rendimento do metanol é possível, no entanto os estudos ainda são recentes e o conhecimento dos sítios de Cu2+ ativos neste material ainda não está estabelecido. Portanto, o objetivo do trabalho é identificar as possíveis espécies ativas em Cu-FAU. As amostras foram obtidas por troca iônica da zeólita FAU com Cu2+. As amostras foram submetidas a ensaios de atividade na reação de oxidação do metano em metanol, e caracterização através da análise espectroscópica na região do UV-vis in situ em diferentes temperaturas. Os resultados demonstram que há uma única espécie ativa do tipo [CuOH]+ em todas as temperaturas de reação estudada. Durante o primeiro ciclo de reação espécies de Cu2+ isoladas são hidrolisadas devido à promoção de água durante a reação. Além disso, os resultados dos testes de atividade demonstram rendimentos diferentes de metanol devido à quantidade de alumínio presente na zeólita, indicando que uma menor razão Si/Al favorece a maior produtividade de metanol.

Questões (3 tópicos)

Compartilhe suas ideias ou dúvidas com os autores!

Sabia que o maior estímulo no desenvolvimento científico e cultural é a curiosidade? Deixe seus questionamentos ou sugestões para o autor!

Faça login para interagir

Tem uma dúvida ou sugestão? Compartilhe seu feedback com os autores!

Autor

Jussara Vitória Reis

Olá Glaucio, obrigada!


Optamos pelo uso desse material devido ao artigo (DOI: 10.1021/acscatal.9b01534) publicado e 2019 quando iniciei o meu doutorado ser o primeiro a relatar altos rendimentos para a FAU em ciclo isotérmico, o principal objetivo da minha tese. A partir desse artigo há questionamento com a literatura anterior que afirmava que zeólitas de poros grandes como a FAU era inativa para a reação de oxidação direta do metano a metanol. Você pode verificar neste artigo os estudo comparativo com a MOR e MFI, e os resultados não são similares. Observe a Figura 2 deste artigo um TPR-CH4, a qual é mostrado que diferentes estruturas irão consumir o metano e temperaturas diferentes. Dessa forma, foi possível verificar que a FAU precisava de uma temperatura maior para ativar o metano.

Obrigada pelo interesse no meu trabalho.

Glaucio José Gomes

Neste último dia do evento, venho agradecer pela atenção e desejo sorte nas atividades de pesquisa do seu grupo.

Autor

Jussara Vitória Reis

Boa noite, obrigada!

1-A célula de reação é Aparato Harrick Praying Mantis with reaction champer. Na cela é utilizado um domo de quartzo, e resistência blindada. Assim que conseguir uma referência do esquema eu respondo novamente.

2- Sim, razões Si/Al menores possuem maior capacidade de troca devido à maior quantidade de alumínio.

Um cátion de Cu2+ compensa a carga de 2 Al, então o teor máximo de cobre que poderia estar compensando a carga seria uma razão de Cu/Al=0,5. Se caso houver uma razão maior, haverá cobre que não estará compensando a carga do alumínio.

Os sítios ativos que esperamos são formados por cobre compensadores de carga do Al. Este trabalho é inicial do meu doutorado, e ainda não tive a oportunidade de fazer uma quantificação química nos materiais, mas acredito que a zeólita de menor razão Si/Al esteja com uma carga de cobre maior.

Pode ser possível a mesma quantidade de cobre. No entanto, se for o objetivo apenas de compensar a carga do alumínio, a zeólita de maior razão Si/Al poderia por exemplo ter uma razão Cu/Al = 0.5 e a zeólita com menor razão Si/Al não poderia atingir essa mesma razão se ambas tiverem a mesma carga de cobre, a zeólita com menor razão Si/Al não estaria compensando todo o alumínio da rede. 

Acredito que para uma melhor comparação entre os materiais para esta reação seria interessante pensar na razão Cu/Al.


3- Realizei apenas um segundo ciclo e o material mostrou atividade, mas ainda estou em fase de teste e não está conclusivo. Mas irei sim fazer mais de um ciclo para verificar a estabilidade do material. 

Agradeço a sua atenção por meu trabalho, espero ter respondido suas dúvidas.
 

Alexandre Gaspar

Muito obrigado, Jussara.

 

Autor

Jussara Vitória Reis

Olá, obrigada. 


Agradeço à atenção, desculpa a demora em responder. Suas perguntas foram muito interessantes, mas tive que esperar meu orientador avaliar as respostas, não poderei responder com detalhes no momento. 

1- O grupo já testou em outra topologia e tivemos resultados promissores, mas ainda não podemos divulgar. 

2- Estamos estudando, mas no momento também não podemos divulgar. 

3-O Grupo, recentemente, testou a FAU com ferro. Porém, os resultados não foram interessantes. Em relação aos outros metais que você sugere, para minha tese acredito que estudarei somente o cobre. 

4-Operando não, pois o processo ainda é em escala laboratorial e não seria possível definirmos as condições de operação.

Obrigada pela sugestão dos artigos.