INFLUÊNCIA DE DIFERENTES SUPORTES EM CATALISADORES DE NÍQUEL

Antoninho valentini (PG), Luiz Fernando Dias Probst (PQ)

Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina
Caixa Postal 476, 88040-900- Florianópolis - SC, Brasil.

Palavras-chave: Hidrogenação; Hidrogenação competitiva; Isomerização.

Para estudar-se o efeito de diferentes suportes, g-Al₂O₃, SiO₂ e CeO₂, em catalisador de Ni suportado, utilizou-se a reação de hidrogenação do benzeno. Não sendo esta uma reação sensível a estrutura do catalisador, a mesma não é então aplicável ao estudo das relações entre as propriedades catalíticas e a superfície do metal [1]. Entretanto, através da hidrogenação competitiva entre benzeno e tolueno, diferenças significativas podem ser observadas nos dados cinéticos; pois a razão dos coeficientes de adsorção do tolueno e do benzeno, K_T/B, é muito sensível as modificações promovidas pelo suporte [2, 3], Constituindo-se um método sensitivo para determinar-se as mudanças nas propriedades catalíticas do metal (Ni). Outro fator a ser considerado é a acidez do catalisador. Para um melhor conhecimento da natureza dos sítios ácidos, os catalisadores foram também submetidos a reação de isomerização de b-pineno, cujos dados são relacionados com os valores obtidos para K_T/B, pois os mesmos são influenciados pela acidez.

A preparação dos catalisadores foi realizada através do método de impregnação úmida. Utilizou-se g-Al₂O₃ (Engelhard Exceptional Technologies); SiO₂ (AEROSIL 200 Degussa); óxido de cério (Riedel - de Haen, 99%). Após a impregnação, a amostra foi seca a 100 ºC durante 24 h e calcinada a 450 ºC por 4 h. A ativação do catalisador realizou-se em sito, com fluxo de H₂ de 3,8 L/gh a 250ºC por 4 h para a amostra Ni/CeO₂ e 350 ºC durante 6 h para as demais. O teste catalítico realizou-se em fase gasosa, num reator diferencial contínuo confeccionado em vidro, a injeção dos reagentes fez-se através da passagem de gás pela amostra em saturador. Foram empregados na obtenção dos dados cinéticos, benzeno e tolueno com teor de 99,5 %; b-pineno com grau de pureza de 99 %. Análise dos produtos realizou-se através de cromatografia gasosa; cromatógrafo SHIMADZU GC-14B, coluna CBP1, detetor de ionização de chama; o qual estava acoplado a linha reacional através de válvula de injeção (6V).

Tab. 1: Resultados obtidos na caracterização dos catalisadores.

S_g = Área específica; D = Dispersão metálica, (quimissorção de H₂).

Tab. 2: Parâmetros cinéticos para a reação de hidrogenação do benzeno e hidrogenação competitiva, benzeno/tolueno.

V₀ – Velocidades iniciais para reação de hidrogenação do benzeno.

K_T/B – Razão das constantes de equilíbrio de adsorção de tolueno e benzeno.

Observa-se que a atividade frente a hidrogenação do benzeno aumenta com o aumento da área superficial do catalisador, porém os valores de K_T/B resultantes da hidrogenação competitiva não nos fornece uma relação semelhante, com a área superficial, nos indicando a influência de diferentes parâmetros. Sendo o tolueno uma base mais forte que benzeno, elevados valores de K_T/B pode significar baixa acidez do catalisador quando comparado a outro cujo valor de K_T/B seja menor.

Obtém-se menores valores de K_T/B para as amostras com maiores valores de atividade frente a reação de isomerização de b-pineno conforme observado na figura 1, o que é esperado dentro de uma série de catalisadores de diferente acidez.