Espalhamento térmico de MoO₃ em aluminas

Silvana Braun ¹ (PG), Lucia G. Appel ² (PQ) e Martin Schmal ^1,3 (PQ)

^1.NUCAT/COPPE,PEQ e Escola de Quimica³ - UFRJ, Centro de Tecnologia

bl. G s 128, RJ, CEP 21945-970.

^2.Instituto Nacional de Tecnologia, Ministério de Ciência e Tecnologia

Av. Venezuela, 82, RJ, CEP20081-310.

e-mail Braun@peq.coppe.ufrj.br

Palavras-chave: espalhamento térmico, molibdênio, alumina.

Catalisadores de molibdênio suportado são muito importantes em vários processos tecnológicos da indústria petroquímica, cuja técnica mais usual de preparação é a impregnação úmida, na qual se utiliza uma solução de heptamolibdato de amônio ¹. Entretanto, a dispersão das espécies de Mo formadas por essa técnica sobre os suportes é baixa e dependente da quantidade de Mo ². Assim, quando o objetivo é facilitar a formação de camadas dispersas de espécies de Mo, são utilizadas as técnicas de adsorção em equilíbrio em fase líquida ou gasosa. Entretanto, essas requerem várias etapas e precursores muito caros ³. Assim, a partir desse contexto, e considerando-se que o paradigma de qualidade total tem direcionado a busca de tecnologias limpas, ou seja, ambientalmente corretas, procurou-se desenvolver novas técnicas de preparação. Foi mostrado recentemente que o MoO₃ apresenta a propriedade de se espalhar sobre a superfície de aluminas quando submetido a tratamentos térmicos ⁴, o que promove uma nova técnica de preparação. Entretanto, não existem dados a respeito da dispersão das espécies de Mo formadas por esse método. Assim, a partir do exposto, o objetivo deste trabalho é estudar catalisadores Mo/Al₂O₃ preparados por espalhamento térmico com aluminas de diferentes morfologias.

A técnica de espalhamento térmico consistiu na calcinação a 773 K por 24 h de misturas físicas de MoO₃ e do suporte em diferentes proporções, após seguir taxa de aquecimento de 10 K.min^-1. Duas aluminas foram utilizadas: uma não porosa (E) de área superficial igual a 136 m².g^-1, e outra basicamente mesoporosa (P) com 195 m².g^-1. Três concentrações de Mo foram utilizadas, de cuja maior esperou-se obter uma monocamada de espécies de Mo: 6, 4 e 2 mmolMo/m² de suporte. Os compostos obtidos foram caracterizados pelas técnicas de distribuição de volume de poros, área específica BET, difração de raios-X (DRX), espectroscopia eletrônica por raios-X (XPS) e espectroscopia de reflectância difusa (DRS).

Os resultados obtidos por XPS confirmam que o MoO₃ se espalhou na superfície das aluminas, visto que a razão atômica Mo/Al superficial aumentou consideravelmente quando são comparados os valores das razões das misturas físicas com os dos respectivos catalisadores. Os difratogramas de raios-X dos compostos obtidos evidenciam a presença de óxido de molibdênio em quantidade muito menor que a inicial, o que confirma que o MoO₃ sofreu interação com as aluminas, se transformando em espécies amorfas. Verificou-se que a técnica de espalhamento térmico permitiu a manutenção da morfologia dos suportes, não ocorrendo modificação substancial da distribuição de volume de poros. Por DRS, foi possível inferir a dispersão das espécies de Mo, visto que a mesma influencia muito mais a posição das bandas que a simetria local ⁵. Pelos resultados obtidos verificou-se que os dois grupos de catalisadores, cada um preparado com um tipo de alumina, apresentam praticamente a mesma dispersão das espécies de Mo, independentemente da quantidade de MoO₃ inicial, visto que os máximos das bandas estão muito próximos. Entretanto, quando são comparados os espectros dos catalisadores de mesma concentração de Mo preparados com aluminas diferentes (fig.1) verifica-se que o máximo das bandas estão em diferentes comprimentos de onda, o que indica diferentes dispersões. Cálculos obtidos a partir desses espectros de DRS utilizando-se a transformação sugerida por Weber ⁶, confirmam o sugerido acima.