Superhydrophobic Pt-CeO2 nanoparticles as efficient catalyst for the reverse water-gas shift reaction
A queima excessiva de combustíveis fósseis como o petróleo e o carvão aumentaram a concentração de CO2 na atmosfera que atualmente excede 400 ppm. Consequentemente, o efeito estufa aumenta a temperatura média da Terra, eleva o nível dos oceanos e prejudica a biodiversidade. Portanto, é necessário um...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/268226 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/268226 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Nanopartículas Catálise Aquecimento global Oxigênio Reverse water gas shift reaction, Pt-CeO2 Global warming Oxygen vacancy |
| Sumario: | A queima excessiva de combustíveis fósseis como o petróleo e o carvão aumentaram a concentração de CO2 na atmosfera que atualmente excede 400 ppm. Consequentemente, o efeito estufa aumenta a temperatura média da Terra, eleva o nível dos oceanos e prejudica a biodiversidade. Portanto, é necessário um meio eficiente de dissociar a molécula de CO2. Um caminho promissor para dissociar essa molécula é através da reação Inversa de Deslocamento Gás-Água (RWGS). Neste trabalho, foram sintetizadas e caracterizadas três diferentes nanopartículas de Pt-CeO2 para aplicação na reação RWGS, sendo uma delas super-hidrofóbica. Espera-se que as nanopartículas superhidrofóbicas desloquem o equilíbrio da reação RWGS para a formação de CO, aumentando assim a eficiência da dissociação da molécula de CO2. Inicialmente, foram realizadas medidas de TEM e SAXS para determinar a distribuição de tamanho das nanopartículas comerciais de Pt, obtendo um diâmetro médio de 3 nm. A concentração de Pt em cada amostra foi de aproximadamente 8 wt%, conforme obtido por medidas de RBS. As componentes químicas na superfície das amostras como preparadas foram investigados usando medidas de XPS. A superfície das nanopartículas de Pt é principalmente composta por uma componente de Pt(OH)x. Após, as amostras de Pt-CeO2 foram aquecidas a 400 ◦C enquanto expostas a uma atmosfera redutora de H2 para criar vacâncias de oxigênio antes de iniciar a reação RWGS. Durante esse processo, as amostras foram caracterizadas por Espectrometria de Massas, medidas de XANES in situ com resolução temporal na borda L3 do Ce e medidas de EXAFS in situ na borda L3 da Pt. Observou-se uma melhoria na reatividade na reação RWGS para as amostras superhidrofóbicas. A reatividade é diretamente proporcional à capacidade de redução do suporte de CeO2, ou seja, à população de vacâncias de oxigênio na superfície do suporte de CeO2. As nanopartículas de Pt foram encapsuladas por grupos de óxido do suporte durante o tratamento de redução (efeito de Interação Forte entre Metal-Suporte (SMSI)), mas, além disso, as nanopartículas continuam ativas para a reação de RWGS. As nanopartículas de Pt-CeO2 super-hidrofóbicas sintetizadas são promissoras para futuras aplicações na reação RWGS. |
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