catalisadores estruturados

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Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
Reatores/Catalisadores estruturados:
(i)Sistemas Granulados.
Pellets e esferas com dp de 1-10 mm que formam o leito catalítico.
(ii)Sistemas Estruturados.
Bloco grande e uniforme como monólitos, espumas ou microreatores e eles mesmo constituem o leito catalítico.
Unidades content vasta quantidade de poros ou canais permitindo alto fluxo com baixa queda de pressão.
Formas: Monólitos, espumas e telas.
 TIPOS
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
Fabricação de Monólitos
Metálicos
Corrugação
Cerâmicos
Extrusão
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
Fabricação de Monólitos
Metálicos
Corrugação
Cerâmicos
Extrusão
Suporte: Aluchrom YHf 
(aço ferrítico crômico comercial com mais de 5% de Al, até 0,1% de Y e até 0,1% Hf)
Catalisador: Au/TiO2
Método de Recobrimento: Washcoating
Obs:
Atividade:
Catalisador estruturado > catalisador em pó.
Nas condições reacionais alguns elementos da liga (Ni e Mn principalmente) difundem na camada catalítica, melhorando a funcionalidade do Au/TiO2 nesta reação.
 Exemplo: Catalisador Metálico Estruturado para oxidação
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
Fabricação de Monólitos
Metálicos
Corrugação
Cerâmicos
Extrusão
 Exemplo: Monólito de cordierite utilizado como estrutura na 
 reforma a vapor do etanol
Suporte: Cordierita com 400 cpsi
(ciclo silicato com Mg, Fe e Al: 
Mg2Al4Si5O18 
 baixo coeficiente de expansão térmica; 1200° C;
Alta área superficial geométrica 90 in²/in³)
Catalisador: 0,5%Rh-0,5%Pd /CeO2 
Recobrimento: 
Washcoating para obter recobrimento de céria; calcinação; 
Metais:Impregnação úmida; 
secagem;calcinação
Obs: desativação em 75 horas
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Microescala
Forças Viscosas
Escoamento Laminar
Difusão
Macroescala
Forças Inerciais
Escoamento Turbulento
Difusão Desprezível
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
sendo que é a massa específica do fluido, é a velocidade média do fluido, é o diâmetro hidráulico do microcanal e é a viscosidade do fluido.
Número de Reynolds 
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Quando canais de diâmetro interno menor que 1 mm são considerados, o regime de escoamento é frequentemente laminar, especialmente para líquidos, por causa das limitações dos valores máximos de queda de pressão tolerável ao longo do tubo. 
Ao contrário, para fluxos gasosos em microcanais, o regime totalmente turbulento pode ser verificado, e a transição de laminar para turbulento pode ocorrer mesmo em microcanais pequenos.
(SAHA; MITRA, 2012)
Número de Reynolds 
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
(SAHA; MITRA, 2012)
Número de Reynolds 
Para escoamento em tubos, estudos experimentais têm mostrado que para o número de Reynolds entre 2300 e 4000, ocorre o chamado escoamento de transição.
Em trechos de microescala, alguns estudos indicam que a transição do escoamento laminar para turbulento ocorre no número de Reynolds crítico na faixa de 300 a 2000. 
Entretanto, não há forte evidência experimental para apoiar a existência de escoamento de transição ou turbulento para número de Reynolds menores que 1000.
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Número de Peclét 
sendo que é a velocidade do fluido, é o diâmetro hidráulico do microcanal e é a difusividade.
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Número de Peclét 
Em geral, se o número de Péclet é maior que 1000 então a difusão do soluto pode ser desprezada. 
Se o número de Péclet é menor que 10 então o processo de difusão predomina e a advecção pode ser desprezada.
(ARIMA; WATTS; PASCALI, 2015)
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Número de Knudsen
Sendo o livre percurso médio das moléculas e o comprimento característico do escoamento.
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Número de Knudsen
Para baixos valores de Knudsen (tipicamente menores que 0,1):
Número de colisões moleculares é suficiente para assegurar gradientes uniformes nas propriedades de escoamento 
Modelo contínuo funciona 
(CHAKRABORTY; CHAKRABORTY, 2012)
2. Fenômenos de transporte e regime de escoamento
Número de Knudsen
(CHAKRABORTY; CHAKRABORTY, 2012)
Para altos números de Knudsen:
Número de moléculas no volume elementar pode ser reduzido
Há um número insuficiente de moléculas para dar uma média significativa
Valores das propriedades macroscópicas irão flutuar significativamente sobre o espaço e tempo
Equações de conservação da continuidade frequentemente não funcionam 
No entanto, não significa que as equações de conservação não são válidas neste regime. 
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
As principais propriedades dos catalisadores estão ligadas à sua composição e tecnologia de preparação.
A preparação de catalisadores estruturados mostra a existência de duas grandes estratégias: 
Preparação do catalisador final na forma estabilizada, por meio de uma calcinação e a preparação posterior de uma suspensão estável com a qual se recobre a estrutura metálica e se estabiliza com uma calcinação final. 
Preparar a suspensão apenas com o suporte catalítico, com o que se recobre as estruturas para, posteriormente, impregnar as fases ativas, e submetê-lo à calcinação final. 
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
Os monólitos cerâmicos podem ser fabricados por extrusão ou corrugação, sendo o primeiro mais utilizado.
Exemplo: monólito de cordierita, utilizado como catalisador no tratamento de gases de escape automotivos.
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
Merkel et al.  processo para a produção de monólitos de cordierita. 
Preparação de uma mistura de talco, argila, um componente de alumina e sílica 
Moldar a mistura
Secar e aquecer a uma temperatura de 1473 a 1773K para formar uma cerâmica contendo principalmente cordierita e com um baixo coeficiente de expansão térmica. 
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
A técnica de extrusão pode ser usada para produzir monólitos de outros materiais, tais como SiC, B4C, Si3N4, Al2O3, ZrO2, mulita e TiO2.
Cuidados na extrusão:
Qualidade do molde
Natureza e propriedades dos materiais utilizados para fazer a mistura moldável
Aditivos adicionados
pH 
Teor de água 
Força utilizada
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
A forma e o tamanho da célula, que podem ser projetados na matriz de extrusão, afetam as propriedades geométricas e, portanto, o tamanho do substrato em favo de mel. 
Duas formas de células, que se mostraram rentáveis em termos de custo de extrusão,foram a célula quadrada e a célula triangular equilátero. 
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
O tamanho da célula influencia na
Densidade celular
Área de superfície geométrica
Área frontal aberta 
Diâmetro hidráulico 
Densidade aparente
Integridade térmica 
Integridade mecânica 
Resistência ao fluxo 
Afetam tanto o desempenho quanto a durabilidade do conversor catalítico. 
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Cerâmicos
Han et al.  produção de monólitos cerâmicos de alta temperatura por corrugação. 
Fibras de silicatos, aluminossilicatos, fibra de vidro e SiC são usados na formação de folhas. 
As folhas são impregnadas com solução ou suspensão de precursor de cerâmica contendo Si. 
As folhas impregnadas são corrugadas enquanto o impregnante está em forma líquida. 
As folhas são aquecidas e o impregnante é convertido em um material cerâmico sólido. Como resultado, as folhas são unidas em um arranjo celular aberto e é obtida uma estrutura monolítica.
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Metálicos
Os monólitos metálicos são produzidos exclusivamente por corrugação, seguido de enrolamento ou dobramento em monólitos de forma e tamanho necessários. 
Catalisadores baseados em espumas metálicas, malhas de arame metálico e fibras e tecidos catalíticos também são usados como catalisadores estruturados.
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Metálicos
Ligas férricas com alto teor de alumínio:
As ligas férricas ao serem submetidas a tratamento a altas temperaturas sofrem um processo de migração de parte do alumínio até a superfície, onde há a formação de uma casca de alumina.
Utilização destas ligas em processos que empregam temperaturas muito altas, entre 1.100°C e 1.200°C, e sendo a oxidação destas ligas controlada cuidadosamente, estas apresentam uma morfologia singular de agulhas e placas com alta rugosidade que permite uma suportar bem a fase ativa.
Ligas de alumínio:
Podem ser submetidas a um tratamento de anodização eletroquímica que cria uma capa de alumina de altíssima aderência que, em condições específicas, tem uma textura adequada para uso como suporte catalítico
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Metálicos
Forma:
Monólitos metálicos de baixa densidade de célula (monólitos) 
Monólitos metálicos de alta densidade de célula (micromonólitos), malhas e espumas.
 Tipos de catalisadores estruturados: (A) monólitos; micromonólito (B) e espuma (C).
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
Monólitos Metálicos
Monólitos de canais paralelos longitudinais:
Fabricados por rolamento de placas alternativas lisas e corrugadas, sendo o corrugado obtido pela passagem de uma lâmina de metal entre duas rodas dentadas, o que gera um corrugado com a forma dos dentes dos rolos.
Dependendo da distância entre os dentes e da profundidade destes, canais de diferentes tamanhos são gerados, dando lugar a diferentes densidades superficiais de células.
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
SLIDES GABI
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
SLIDES GABI
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Variáveis que Influenciam o Washcoating
Propriedades da Suspensão
Propriedades do Processo de Recobrimento
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Prop. Da Suspensão
Viscosidade
Tamanho de Partícula
Aditivos
pH (Ponto Isoelétrico)
pH longe do ponto isoelétrico do sólido -> partículas se repulsam entre elas -> não há formação de agregados
Aditivos: 
Surfactantes de cadeia longa
Colóides inorgânicos (alumina, sílica, etc.) 
Compostos orgânicos (álcool polivinílico, polivinilpirrolidona, metacrilato de amônio, etc.)
 Ponto Isoelétrico e Aditivos
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
HCl e NH4-PMA (sal de amônio e ácido polimetaacríclico). Para o recobrimento tipo washcoating da α-alumina em monólito de cordierita.
ácidos inorgânicos tais como ácido clorídrico, ácido nítrico ou ácido acético. Recobrimento de -alumina em monólito de cordierita por impregnação.
 Exemplos
pH = 2,00
pH = 4,00
pH = 5,00
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
2 a 6 cm/min
Residência no líquido : 1 a 6 min
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
Primer em Cerâmicas
Pré-tratamento em Metais 900 ºC por 
Superfície do substrato
Formação de camada de α-alumina na superfície de Fecralloy® após tratamento a 22 horas com ar. 
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
Tamanho e formas
Crescimento da suspensão dentro dos canais: Capilaridade
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Recobrimento uma cerâmica de alumina com depósito de Al2O3/CeO2 por washcoating depois mesma técnica para depositar Rh nesta superfície.
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
Viscosidade da suspensão
Carga no primeiro recobrimento
Demais etapas
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Secagem com ar
Centrifugação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
Aditivos (PVOH ; surfactantes): Diminuir Tensão Superficial
Secagem a frio.
Cuidado ao evitar movimento da fase líquida
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
Processo de Recobrimento
Velocidade (imersão e retirada)
Superfície do Substrato
Tamanho e Forma dos Canais
Viscosidade
Eliminação do excesso
Secagem
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisadorestruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
7. Caracterização do catalisador estruturado
Caracterização
Auxilio na compreensão das reações, prever e explicar propriedades dos catalisadores: seletividade e atividade 
Diversas técnicas
Sendo a catálise um fenômeno de superfície, o conhecimento de parâmetros como a área específica e distribuição de poros será importante na interpretação de sua atividade catalítica
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Área específica 
Volume específico de poro 
Diâmetro médio de poro 
Isotermas de adsorção 
	É um fenômeno físico que ocorre quando um gás entra em contato com a superfície de um sólido (o adsorvente). É um fenômeno reversível pois as forças e atração que agem entre a superfície exposta do sólido e as moléculas do gás são fracas. 
	Neste processo o gás preenche a superfície do sólido camada por camada. 
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
	Os dados coletados são analisados no software do próprio equipamento e também no Origin.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
	As medidas da quantidade de gás adsorvido/dessorvido em diferentes pressões parciais à temperatura constante geram um gráfico chamado de isoterma de adsorção/dessorção.
Área superficial 
Preenchimento da monocamada
Quantidade adsorvida
(na)
Pressão relativa (p/p0)
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Isotermas de adsorção
microporos (diâmetro < 2nm), 
mesoporos (diâmetro na faixa de 2-50nm) 
macroporos (diâmetro > 50nm)
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Isotermas de adsorção
I – Isoterma de Langmuir: característica dos sólidos microporosos com superfícies externas relativamente pequenas como carvões ativados e zeólitas. As forças de atração entre a superfície do sólido e as moléculas do gás são fortes. Quantidade adsorvida tende para um valor limite quando p/po 1.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Isotermas de adsorção
II e III – A quantidade adsorvida tende para ∞ quando p/po 1, correspondendo à adsorção em camadas múltiplas sobrepostas, e ocorrem em sólidos não porosos o macroporosos. 
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Isotermas de adsorção
IV e V – Correspondem respectivamente às isotermas II e III quando o sólido apresenta mesoporos. Nos quais ocorre o fenômeno de condensação capilar. A quantidade adsorvida tende para um valor máximo finito, correspondente ao enchimento completo dos capilares com adsorvido no estado líquido.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Isotermas de adsorção
VI – Essa isoterma (em degraus) ocorre em superfícies uniformes não porosas, e representa uma adsorção camada a camada. 
As isotermas do tipo III e V são pouco frequentes!
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
Determinação da área específica : Método B.E.T
	O método consiste em obter a capacidade da monocamada, nam , a partir da isoterma de adsorção física, determinada experimentalmente.
	Obtém-se geralmente uma isoterma do tipo II ou IV, á qual se pode aplicar a equação de B.E.T..
y = ax + b
na : Quantidade total adsorvida
p/p0 : Pressão relativa 
c : é a constante de BET que é calculada c=exp (H1-H2)/RT
nam : capacidade da monocamada
H1= Entalpia de formação da primeira camada
H2= Calor de condensação do gás
T = temperatura do sistema
R= constate dos gases
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
y = ax + b
	Obter valor de nam , que é a quantidade de adsorvido necessário para cobrir a superfície com uma camada monomolecular, a área específica do sólido será:
S= nam N am
nam : Capacidade da monocamada (mol/g);
N : Número do Avogadro (6,02 x 10^23 mol-1)
am: Área ocupada por uma molécula de adsorvido.
* Valor de am pode calcular-se a partir da densidade do adsorvido no estado líquido, ρl 
Determinação da área específica : Método B.E.T
7. Caracterização do catalisador estruturado
Adsorção e dessorção de N2
y = ax + b
	Este método com esta equação é bem aplicado quando há isotermas de adsorção do tipo II ou IV. 
	Quando há materiais microporosos e combinações de micro, meso de macroporos , como zeólitas, carvão ativado entre outros, aplica-se o método t-plot.
Determinação da área específica : Método B.E.T
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica
Nesta técnica de caracterização, utiliza-se feixe de elétrons deste modo consegue-se uma resolução muito maior que quando utilizado microscopia ótica. Dentre as técnicas, têm-se a Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a Microscopia eletrônica de transmissão (MET).
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
 É uma técnica bastante usada para o estudo da morfologia das superfícies dos catalisadores devido a simplicidade de preparação de amostras, facilidade de operação, e a elevada quantidade de informação que disponibiliza;
Emissão de feixes de elétrons primários diretamente na amostra e aí é gerado imagens as superfície do material.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
 	São responsáveis por informações sobre a superfície da amostra, sua morfologia e topografia; Uma característica marcante das imagens é que elas possuem grande profundidade de campo, além da impressão tridimensional do espécime analisado.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
Superfície do monólito 
Exemplo: monólito metálico de FeCrAlloy com suspensões de Pt/CeZrO2/Al2O3 em 3 comprimentos diferentes de monólito
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
Vista superior
Vista lateral
Exemplo: monólito metálico de FeCrAlloy com suspensões de Pt/CeZrO2/Al2O3
Catalisador estruturado 1 com 20 mm de comprimento
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
Vista superior
Vista lateral
Exemplo: monólito metálico de FeCrAlloy com suspensões de Pt/CeZrO2/Al2O3
Catalisador estruturado 2 com 40 mm de comprimento
7. Caracterização do catalisador estruturado
Microscopia Eletrônica - MEV
Vista superior
Vista lateral
Exemplo: monólito metálico de FeCrAlloy com suspensões de Pt/CeZrO2/Al2O3
Catalisador estruturado 3 com 80 mm de comprimento
7. Caracterização do catalisador estruturado
Teste de acúmulo de carga
Pesar as amostras após cada etapa de recobrimento
Exemplo: monólito metálico de FeCrAlloy com suspensões de Pt/CeZrO2/Al2O3
Tendência aditiva e linear de deposição. 
Quanto maior o
monolito, mais carga acumulada de sólidos ele possui.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Difração de Raios X
Identificar as fases cristalinas presentes no material estudado. De acordo com Albers et al. (2002) essa metodologia apresenta simplicidade em sua aplicação como também confiabilidade dos resultados, pois para cada fase cristalina tem-se um perfil de difração característico. 
O resultado obtido pode ser então comparado com o banco de dados do programa X’Pert HighScore e com os padrões publicados pela JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards).
7. Caracterização do catalisador estruturado
Difração de Raios X
Exemplo: membrana cerâmica suportada com catalisador de Paládio 
A amostra foi preparada raspando a membrana;
O elementos Al e O vieram da membrana;
(a) Pd/PDA-CM membrana suportada com Pd;
(b) Pd/CM membrana funcionalizada impregnada com Pd(OAc)2.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Resistência mecânica
Exemplo: monólitos cerâmicos de cordierita
	Os ensaios de resistência mecânica de compressão foram executados na máquina universal de ensaios ATS modelo 1105-C
7. Caracterização do catalisador estruturado
Atividade 
Atividade do catalisador: A atividade do catalisador é uma propriedade pode exprimir-sepela velocidade da reação que ele catalisa. Em geral, os catalisadores sofrem uma perda de atividade ao longo da sua vida útil, isso pode acontecer devido a: 
1- Envelhecimento: mudança gradual na estrutura da superfície;
2- Envenenamento: deposição irreversível de uma substância no sítio ativo
3- Incrustação: depósito de carbonáceos ou de outros materiais na superfície inteira. 
7. Caracterização do catalisador estruturado
Seletividade
Seletividade: É uma propriedade do catalisador usada para comparar as velocidades relativas de duas ou mais reações simultâneas. (Reações secundárias). A concentração dos reagentes e principalmente a temperatura afetam a seletividade.
S = velocidade de formação do produto desejado . 
 Σ velocidades de formação dos produtos secundários
7. Caracterização do catalisador estruturado
Atividade e Seletividade 
Monólitos YSZ promovidos com Co como catalisadores para a produção de H2 pela reforma a vapor do etanol
• CoYSZ-M: monólito com cobalto incorporado pela iniciação da impregnação úmida.
• CoYSZ-P: O cobalto incorporado no monólito por impregnação úmida e depois foi triturado. Ou Seja é o CoYSZ-M triturado.
• CoYSZ-P-T: Cobalto incorporado por impregnação úmida ao pó de YSZ fornecido por Tosoh.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Atividade e Seletividade 
Monólitos YSZ promovidos com Co como catalisadores para a produção de H2 pela reforma a vapor do etanol
	Com o aumento da temperatura aumentou a conversão de Etanol;
Independente da temperatura, o monólito com 3CoYSZ-M apresentou maior atividade catalitica. Com conversão completa do Etanol a 500 º C.
7. Caracterização do catalisador estruturado
Atividade e Seletividade 
Monólitos YSZ promovidos com Co como catalisadores para a produção de H2 pela reforma a vapor do etanol
	Em relação a seletividade de H2, é bem parecido para as três amostras;
Contudo, para o monólito 3YSZ-M a produção de H2 pelo monólito é ligeiramente superior, particularmente a alta temperatura (600 ◦ C) com um valor de 71% em comparação com os 67% obtidos para catalisadores 3CoYSZ-P e 3CoYSZ-P-T.
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
8. Reatores de microcanais
Fluxo laminar
Curta distância difusão molecular
Alta área específica interfacial
Operações seguras
Mistura rápida
Ocupa pouco espaço
Controle das condições de reações preciso
Alta homogeneidade na iluminação 
Propriedades
(ESKANDARLOO et al., 2015; JAYAMOHAN et al., 2015; MATSUSHITA et al., 2008)
8. Reatores de microcanais
Aplicações
(ESKANDARLOO et al., 2015; JAYAMOHAN et al., 2015; MATSUSHITA et al., 2008)
Produtos químicos de alta pureza
Reações altamente exotérmicas
Pesquisa de potenciais catalisadores
Fabricação precisa de partículas
Síntese de materiais de alto rendimento
Emulsificação e microencapsulação
Construção de células a combustível
8. Reatores de microcanais
Desenvolvimento de Processos e Produção Industrial
(Watts e Wiles, 2007)
8. Reatores de microcanais
Materiais
Silício
Aço
Alumínio
Cerâmicas
Vidro
PDMS
(CALBET, 2015; ESKANDARLOO et al., 2015; LAMBERTI, 2015)
8. Reatores de microcanais
Formas dos Microcanais
(WANG et al., 2014)
8. Reatores de microcanais
Técnicas de Fabricação
Fresado frontal ou tangencial;
Eletroerosão por fio ou por eletrodo;
Decapagem química;
Serigrafia;
“Deep drawing”
8. Reatores de microcanais
Micro-Deformation
8. Reatores de microcanais
Micro-Sawing
8. Reatores de microcanais
Deep Reactive íon Etching (DRIE)
Cronograma
1. Tipos de sistemas catalíticos estruturados
2. Fenômeno de transporte e regime de escoamento
4. Preparação da suspensão catalítica
5. Métodos de impregnação
6. Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
7. Caracterização do catalisador estruturado
8. Reatores de microcanais
9. Conclusão
3. Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
9. Conclusão
Tipos de sistemas catalíticos estruturados
9. Conclusão
Fenômeno de transporte e regime de escoamento
9. Conclusão
Métodos de preparo de sistemas catalíticos estruturados
9. Conclusão
Preparação da suspensão catalítica
9. Conclusão
Métodos de impregnação
9. Conclusão
Variáveis que influenciam no recobrimento catalítico
9. Conclusão
Caracterização 
Métodos abordados: 
Fissisorção de N2 Área específica, Volume específico de poro, Diâmetro médio de poro, Isotermas de adsorção 
MET Morfologia das superfícies dos catalisadores
Acúmulo de carga Relacionado a etapa de recobrimento
DRX Identifica as fases cristalinas 
Resistência mecânica e Atividade e Seletividade
9. Conclusão
Reatores de microcanais
REFERÊNCIAS
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REFERÊNCIAS