ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES HETEROGÊNEOS TIPO PEROVSKITA PARA CONVERSÃO DE MÓNOXIDO DE CARBONO
AUTORES: BEZERRA,D.M (UFMA) ; RODRIGUES,J.E.F.S (UFMA) ; NETO,I.S.S (UFMA) ; MACIEL,A.P (UFMA) ; SILVA,F.C (UFMA) ; CUNHA,J.R.M.S (UFMA)
RESUMO: O presente trabalho investiga a conversão de monóxido de carbono, utilizando óxido do
tipo perovskita Ba3CaNb2O9. Esses óxidos foram obtidos, pelo método precursor
polimérico (Método de Pechini) e tratados em três temperaturas diferentes (500°, 700° e
900°). Os óxidos tipo perovskita, foram caracterizados por Difração de raios-X,
Espectroscopia por transformada de Fourier e Espectroscopia Raman. O estudo da
atividade catalítica para conversão do monóxido de carbono. Para medição foi montado um
sistema e neste acoplado uma analisador de gases. Pelos resultados obtidos houve a
formação da fase de perovskita principalmente a temperatura de 900°C. Em relação à
atividade catalítica houve a conversão do monóxido de carbono com a cristalização do
composto.
PALAVRAS CHAVES: perovskita,catalisador,oxidação
INTRODUÇÃO: O monóxido de carbono é um gás incolor e inodoro, sua principal produção ocorre na
combustão causada pela falta de oxigênio no combustível que contém carbono, que
deveria formar o dióxido de carbono ocorre à formação do monóxido de carbono, a
partir da combustão incompleta. Devido aos efeitos maléficos desse gás várias
pesquisas estão sendo realizados para tentar minimizá-lo. O uso do óxido do tipo
perovskita vem sendo estudado como catalisador para conversão de gases automotivos
prejudicais. As perovskitas possuem a fórmula estrutural do tipo ABO3, onde o sítio
A é ocupado por metais alcalinos e alcalinos terrosos, Bi3+ e Pb2+, podem ser
encontrado no sítio dodecaédrico. O sítio B é ocupado pelos metais de transição 3d,
4d e 5d localizados no centro do octaedro. Além das perovskitas simples do tipo ABO3,
temos as chamadas perovskitas complexas quando fazemos a substituição parcial do
sítio A ou B (NASCIMENTO, 2007). Podemos citar algumas características importantes
para catálise, tais como, grande variedade de composição e sua valência,
estequiometria podem ser amplamente variado (TANAKA ET AL.,2001).
MATERIAL E MÉTODOS: A etapa inicial foi obtenção das resinas precursoras pelo método do precursor
polimérico (Método de Pechini). A etapa seguinte foi a mistura estequiométrica das
resinas. Sendo que essa mistura foi pré-calcinada a 400°C e depois tratada a 500°C,
700°C e 900°C. As amostra foram caracterizadas por um difratômetro da marca
PANanalytical com geometria espelho monocromador e radiação de cobalto com
comprimento de onda (1,78896Å);2θ:10°-100°; per time step:79,05;fenda1/4.Para
identificação das fases, foi utilizado o programa X´PertHighScore Plus.
Os espectros vibracioniais Raman foram obtidos num equipamento Jobin-Yvon LABRAM-HR,
acoplado a um microscópio confocal Olympus (objetiva de 10x, abertura confocal de 1,0
mm).
A investigação das fases estruturais dos sistemas de perovskita foi realizada no
espectrômetro de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), na região do
infravermelho médio (4000-400 cm-1). Foram obtidos com o uso de Espectrofotômetro,
marca SHIMADZU-IR. Por último, foram realizados medidas de emissões (CO) no motor sob
aceleração constante. Foi construído um sistema onde os catalisadores foram
colocados, sendo que este foi acoplado em um analisador de gases para medir o produto
da conversão do CO.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura1(a), temos o difratograma da amostra de Ba3CaNb2O9 onde podemos observar a
formação da fase já em 500°C e 700°C. Em relação à temperatura de 900°C, além dos
picos correspondentes a Ba3CaNb2O9 cúbica, também é possível observar picos que
indicar a presença de BaCO3 que foi observado em todas as temperaturas.
Na Figura1(b), temos o espectro Raman onde podemos notar uma banda intensa em 800cm-1
indicando que ordenamento da perovskita ocorreu já em 900°C .O resultado é de acordo
com os resultados de DRX. Essa banda está relacionado ao modo Ba-O.
Na Figura 1(c) temos o espectro de infravermelho para amostra de Ba3CaNb2O9. Para o
modo vibracional de 1440 cm-1 equivale a presença de carbonato, este também foi
verificado na análise de difração de raios-X, na forma de BaCO4. Observamos duas
bandas bem expressivas em torno de 573cm-1 e 655cm-1 Em uma estrutura tipo perovskita
a banda principal a 450 cm-1 pode ser atribuído às vibrações assimétricas de
estiramento dos octaedros BO6 enquanto que a banda em comprimento de onda em torno de
650 cm-1 é associada às vibrações assimétricas de estiramento desses octaedros.
Para o ensaio catalítico foram realizados com as perovskitas que passaram pela etapa
de tratamento térmico (500°C, 700°C e 900°C). O composto que obteve o melhor
resultado foi a perovskita calcinada a 900°C, como observado na figura 2. Temos que
ressaltar a presença dada fase secundária BaCO3 no catalisador, como um fator
importante que contribui nessa conversão, tornando-se útil para adsorção CO, pois
os sítios A (Ba) no catalisador tipo perovskita é considerado inativo participando
indiretamente da reação do esquema da reação.
CONCLUSÕES: O método do precursor polimérico mostrou-se um método eficaz para a obtenção dos óxidos
tipo perovskita, como podemos observar pelo difratograma obtido. Ocorreu a formação da
fase de perovskita a partir da temperatura de 500°C, porém, com a presença da fase
secundária e do carbonato de bário. Em relação ao espectro do infravermelho observamos
o modo vibracional característico da ligação formada pelo octaedro da estrutura de
perovskita. O ensaio catalítico teve resultado satisfatório mostrando a conversão do
monóxido de carbono em dióxido de carbono à medida que aumentou a cristalização do comp
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NASCIMENTO,M.R. Síntese e caracterização catalítica do sistema Sr1XNiXSnO3.2007.148f. Tese (Doutorado em Química). Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa. 2007.
TANAKA, H. et al. Advances in designing perovskite catalysts, n.5, p.381 – 387, 2001.
