FO3-17/PI121 Modificação microestrutural do catalisador Cu/ZnO/Al2O3 durante a hidrogenação de CO2 em função da pressão

Resumo

A desativação catalítica durante a hidrogenação do CO₂ ainda é um desafio a ser superado apesar de muitos avanços. O sistema mais amplamente utilizado é o catalisador com estrutura do tipo Cu/ZnO/Al₂O₃ e apesar disso, o comportamento exato dos sítios ativos e sua relação com a estrutura do material não é inteiramente elucidado. Desse modo, este estudo investigou a desativação do catalisador comercial Cu/ZnO/Al₂O₃ em função da pressão de reação (1 a 30 bar, na temperatura de 250 ºC). Em termos de atividade, a maior pressão promoveu uma maior conversão inicial, como esperado. Entretanto, o catalisador apresentou uma drástica desativação independente da P utilizada, exibindo uma conversão de CO₂ (X_CO2) de apenas 5 %, ao final de 3 horas de reação. De modo similar, o rendimento a metanol acompanhou o aumento de pressão, alcançando um rendimento a metanol de 255 mg de metanol/g_cat.h.  A caracterização dos catalisadores usados por espectroscopia Raman e difração de raios-X (DRX) indicam uma acentuada modificação estrutural das fases do catalisador, com a formação de fases inativas como aluminato de Cu, segregação de fases componentes do catalisador (ZnO e Al₂O₃), bem como a sinterização das fases de Cu e/ou Zn. A perda de atividade por depósitos de carbono pode ser excluída a partir de resultados de espectroscopia Raman e análise termogravimétrica (TGA).