SÍNTESE DE CATALISADORES MN-NA2WO4/TIXSI100-XO2-ß PARA APLICAÇÃO NO ACOPLAMENTO OXIDATIVO DO METANO

Alice Duarte Padilha Pinheiro; FABIO SOUZA TONIOLO

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Trabalho

Título do Trabalho

SÍNTESE DE CATALISADORES MN-NA2WO4/TIXSI100-XO2-ß PARA APLICAÇÃO NO ACOPLAMENTO OXIDATIVO DO METANO

Autores

Alice Duarte Padilha Pinheiro
FABIO SOUZA TONIOLO

Modalidade

Resumo apresentação oral curta

Área temática

Centro de Tecnologia (CT)/Engenharia Química

Data de Publicação

22/03/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/317281-sintese-de-catalisadores-mn-na2wo4tixsi100-xo2-%3f-para-aplicacao-no-acoplamento-oxidativo-do-metano

ISBN

978-65-5941-128-3

Palavras-Chave

Acoplamento oxidativo de metano, OCM; titânio, valorização do metano

Resumo

O metano, principal componente do gás natural, é de enorme interesse industrial, pois pode ser utilizado como matéria-prima para a produção de hidrocarbonetos de maior valor agregado, como etano e etileno. Uma das maneiras de obter esses compostos é por meio do acoplamento oxidativo do metano (OCM), porém, ainda é necessário que o rendimento de hidrocarbonetos C2 para a reação de OCM seja maior para levá-la à escala comercial. A reação de OCM se inicia com a ativação do metano na superfície do catalisador, levando à formação de radicais metila através da quebra da ligação C-H; em seguida, há o acoplamento homogêneo de dois radicais metila, levando à formação do etano; e, por fim, ocorre a desidrogenação oxidativa do etano, formando etileno (Schwach, P et al.). O maior desafio da reação é a quebra da primeira ligação C-H, que ocorre a elevadas temperaturas (750-850°C), as quais favorecem a oxidação total do metano a compostos indesejados como CO e CO2. Portanto, é fundamental o uso de um catalisador que diminua a energia de ativação da reação e inicie a formação de radicais metila em temperaturas mais baixas. O catalisador Mn-Na2WO4/SiO2 foi apontado por diversos estudos como o material com os melhores resultados em termos de rendimento (S. Arndt et al.). O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito do titânio como dopante da rede cristalina do suporte (SiO2) sobre a seletividade à formação de hidrocarbonetos C2. Os catalisadores Mn-Na2WO4/TixSi100-xO2-ß com os teores de Ti iguais a X=0; 5; 10 e 15 foram sintetizados pelo método sol-gel, secos em estufa a 110ºC/24 h e calcinados em mufla a 800ºC/5 h sob taxa de aquecimento de 1ºC/min. A estrutura cristalográfica dos materiais foi analisada por difração de raios X. Observou-se que para X=0 o catalisador apresentou as fases de Na2WO4, Mn2O3 e a-cristobalita como esperado. Com a inserção de Ti, observou-se que o ângulo de difração referente ao plano cristalográfico (111) da a-cristobalita se deslocou para valores menores de 2? conforme o teor de titânio aumentou: 21,9° para X=0%; 21,8° para X=5%; 21,6° para X=10% e 21,5° para X=15% de Ti. Portanto, pode-se inferir que houve a substituição dos íons Si4+ por Ti3+ e consequentemente uma expansão da célula unitária da a-cristobalita, uma vez que o raio iônico de Ti3+ (0,76 Å) é maior do que do Si4+ (0,26 Å). Para teores maiores de Ti, X= 10 e 15, observou-se a formação de fases segregadas de titânio (TiO2). Em função da pandemia não foi possível realizar os testes catalíticos para comparação da atividade e seletividade dos materiais, portanto, isso será uma atividade futura. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Schwach, P et al. Direct Conversion of Methane to Value-Added Chemicals over Heterogeneous Catalysts: Challenges and Prospects. Chem. Rev, 2017, v. 117, n. 13, p. 8497–8520. 2. S. Arndt et al. Mn–Na2WO4/SiO2 as catalyst for the oxidative coupling of methane. What is really known? Applied Catalysis A: General, 2012, v. 425–426, p. 53–61.

Título do Evento: XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

PINHEIRO, Alice Duarte Padilha; TONIOLO, FABIO SOUZA. SÍNTESE DE CATALISADORES MN-NA2WO4/TIXSI100-XO2-ß PARA APLICAÇÃO NO ACOPLAMENTO OXIDATIVO DO METANO.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/317281-SINTESE-DE-CATALISADORES-MN-NA2WO4TIXSI100-XO2-%3f-PARA-APLICACAO-NO-ACOPLAMENTO-OXIDATIVO-DO-METANO. Acesso em: 21/07/2025