Efeito do CeO₂ convencional e nanoestruturado como suporte para catalisadores à base de ferro e cobalto na hidrogenação direta de CO₂ para hidrocarbonetos líquidos
Palavras-chave:
Hidrogenação de CO2, Hidrocarbonetos, CeO2, Catalisadores bimetálicosResumo
Este estudo avalia catalisadores bimetálicos à base de Fe e Co, promovidos com Na e suportados em CeO₂ sintetizado pelos métodos de precipitação e tratamento hidrotérmico. Os catalisadores foram caracterizados por BET, XRD, XPS, EPR, HR-TEM, H₂-TPR e DRIFTS in situ, e posteriormente testados a 350 °C e 40 bar na hidrogenação direta de CO₂ para hidrocarbonetos. O catalisador FeNa/CeO₂-P, preparado por impregnação de Fe e Na sobre suporte de CeO₂ precipitado, apresentou a maior conversão de CO₂ e seletividade para hidrocarbonetos C₅⁺. Em contraste, os catalisadores suportados em CeO₂ preparado por síntese hidrotermal apresentaram a mesma conversão de CO₂, mas foram mais seletivos para metano. Os catalisadores à base de Co também favoreceram a formação de CH₄. Medidas de infravermelho in situ indicaram que os catalisadores suportados em CeO₂-P apresentaram formação de intermediários de carbonato bidentado, essenciais para a formação de hidrocarbonetos de cadeia longa, enquanto os catalisadores suportados em CeO₂-HT apresentaram partículas metálicas maiores e de forma poliédrica, favorecendo a formação de metano, ressaltando a importância de suportes otimizados.
Referências
1. M.M. Tumala, A. Salisu, Y.B. Nmadu, Energy Econ. 124 (2023) 106792.
2. M. Yousaf, M. Zaman, A. Mahmood, M. Imran, A. Elkamel, M. Rizwan, T. Wilberforce, F. Riaz. Energy Sci. Eng. 10 (2022) 4890–4923.
3. S. Budinis, S. Krevor, N. Mac Dowell, N. Brandon, A. Hawkes. Energy Strateg. Rev. 22 (2018) 61–81.
4. L. Cui, C. Liu, B. Yao, P.P. Edwards, T. Xiao, F. Cao. Front. Chem. 10 (2022).
5. K. Kang, S. Kakihara, T. Higo, H. Sampei, K. Saegusa, Y. Sekine. Chem. Commun. 59 (2023) 11061–11064.
6. P.P. Paalanen, B.M. Weckhuysen. ChemCatChem. 12 (2020) 4202–4223.
7. W. Zhou, K. Cheng, J. Kang, C. Zhou, V. Subramanian, Q. Zhang, Y. Wang. Chem. Soc. Rev. 48 (2019) 3193–3228.
8. Q. Lu, J. Rosen, Y. Zhou, G.S. Hutchings, Y.C. Kimmel, J.G. Chen, F. Jiao. Nat. Commun. 5 (2014) 3242.
9. B. Yao, W. Ma, S. Gonzalez-Cortes, T. Xiao, P.P. Edwards. Gases Sci. Technol. 7 (2017) 942–957.
10. O.A. Ojelade, S.F. Zaman. J. CO2 Util. 47 (2021) 101506.
11. D.S. Marlin, E. Sarron, Ó. Sigurbjörnsson. Front. Chem. 6 (2018).
12. L. Zhang, H. Wang, C. Yang, X. Li, J. Sun, H. Wang, P. Gao, Y. Sun. Catal. Today. 356 (2020) 613–621.
13. C. Yang, Y. Lu, L. Zhang, Z. Kong, T. Yang, L. Tao, Y. Zou, S. Wang. Small Struct. 2 (2021) 2100058.
14. K. Chang, H. Zhang, M. Cheng, Q. Lu. ACS Catal. 10 (2020) 613–631.
15. F. Cao, Y. Xiao, Z. Zhang, J. Li, Z. Xia, X. Hu, Y. Ma, Y. Qu. J. Catal. 414 (2022) 25–32.
16. A. Marciniak, F. Henrique, A. Lima, O. Alves, C. Moreira, L. Appel, C. Mota. Mol. Catal. 493 (2020) 111053.
17. I. Silva, C. Mota. Frontiers in Energy Research, v. 7, p. 49, 2019.
18. F. Xie, S. Xu, L. Deng, H. Xie, G. Zhou. Int. J. Hydrogen Energy. 45 (2020) 26938–26952.
