Desempenho de catalisadores Ni/Si-MCM-41 na reforma a seco do metano para geração de H2: avaliação de TEOS e cinzas de casca de arroz como fontes de sílica no preparo do suporte catalítico

Abstract

O hidrogenio e um produto de grande apelo industrial, ainda mais quando proveniente de uma cadeia renovavel de baixo impacto ambiental. Visando a reducao de custos relacionados ao preparo dos catalisadores utilizados para a obtencao de H2, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influencia de dois diferentes suportes de Si-MCM-41, sintetizados a partir de duas diferentes fontes de silica (uma comercial, ortossilicato de tetraetila – TEOS e outra residual, silica de cinzas de casca de arroz – CCA), no desempenho de catalisadores de niquel quando aplicados na reacao de reforma a seco do metano (RS). Os catalisadores foram sintetizados com 20% (m/m) de niquel por meio de impregnacao umida e foram caracterizados pelas tecnicas de MEV/EDS, fisissorcao de N2, DRX, FTIR, TPD–NH3 e TPR. Os ensaios reacionais foram conduzidos em reator de leito fixo, a 800 oC por 24 h. Os resultados de caracterizacao do material evidenciaram que a sintese catalisadores foi eficiente. Os catalisadores apresentaram significativas diferencas estruturais se tratando das diferentes fontes de silica utilizadas na sintese do suporte catalitico, diferencas essas que foram mais evidentes na area especifica e no diâmetro de poros dos materiais. Essa diferenca pode estar relacionada com a diferenca morfologica do suporte catalitico que influencia diretamente na maneira com a qual a fase ativa ficara disposta na superficie do catalisador. A avaliacao dos produtos gasosos, realizada por cromatografia gasosa, evidenciou resultados de conversao e seletividade muito semelhantes para os dois catalisadores, levando a conversoes de 45% de H2. A formacao de coque no catalisador no qual o suporte precursor foi sintetizado a partir de CCA foi significativamente menor. Nesse sentido, a CCA se destaca como um promissor substituinte para o TEOS na sintese de suportes cataliticos para catalisadores de niquel de alta performance quando aplicados na RS. Palavras-chave: Si-MCM-41, reforma a seco do metano, hidrogenio, silica de cinzas de casca de arroz.