Engenharia de catalisadores porosos como forma de aumentar a estabilidade na reação de metanol a produtos

Abstract

The concentration of CO2 has been rising over the years, and in the last 2 centuries the concentration has more than doubled. The main consequence of this increase is related to the impact of the increase in the internal temperature of the planet Earth, among other environmental and human health problems. One way to solve this problem is the process of capturing carbon dioxide gas directly from the atmosphere and convert it to some products of high economic interest. The conversion reaction has 3 steps: The first is the hydrogenation of CO2, which is captured and converted into methane; The second is the oxidation of methane to methanol; The third is the conversion of methanol to highest commercial products such as olefins. This reaction is the most complicated, and it is the target of study from this work, where the focus would be the synthesis of zeolitic catalysts of the Chabazita type to increase the conversion of methanol to the highest comercial products. The study synthesized 3 samples of zeolites with silicon/aluminum ratios of the order 24, 28 and 32, and compared them with the commercial zeolite of ratio 20. The study pointed out the differences between the 4 samples using XRD analysis techniques identifying the interplanar distance of the samples, their peak intensities, position, and the particle diameter.

A concentração do CO2 vem sendo incrementada com o passar dos anos devido a atividades antropogênicas. A principal consequência desse aumento está relacionada com o impacto no aumento da temperatura interna do planeta terra, entre outros problemas ambientais e na saúde humana. Uma forma de mitigar esse problema está relacionado com a captura do gás dióxido de carbono diretamente da atmosfera e ainda convertê-lo para alguns produtos de alto interesse econômico. A reação de conversão possuí 3 etapas: A primeira é a hidrogenação do CO2, que é capturado e convertido em metano; A segunda é a oxidação do metano em metanol; A terceira é a conversão do metanol à produtos de alto interesse comercial como as olefinas. Por essa reação ser a mais complicada de ser realizada, a mesma é o alvo de estudo desse trabalho, onde o foco seria a síntese de catalisadores zeolíticos do tipo Chabazita para aumentar a conversão do metanol aos produtos desejados. O estudo proposto sintetizou 3 amostras de zeólitas com razões de silício/alumínio da ordem 24, 28 e 32, e comparou as mesmas com a zeólita comercial de razão 20. O estudo realizado, além de sintetizar as zeólitas, pontuou as diferenças entre as 4 amostras utilizando as técnicas da análise de DRX, identificando-se assim a distância interplanar das amostras, suas intensidades e posição dos picos, e diâmetro das partículas.