Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
31a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
ESTUDOS DE REDUÇÃO À TEMPERATURA PROGRAMADA EM CATALISADORES DE VANÁDIA
Leda Maria Saragiotto Colpini1* (PQ) e Creusa Maieru Macedo Costa2 (PQ).
*ledasaracol@yahoo.com.br
1Universidade Federal do Vale do São Francisco - Petrolina/PE
2Universidade Estadual de Maringá – Maringá/PR Palavras Chave: sol-gel, óxidos mistos, vanádia.
Introdução
A caracterização dos óxidos mistos pela técnica de redução à temperatura programada (TPR) pode apontar diferenças na dispersão da fase ativa. Uma relação direta entre o comportamento de redução e a dispersão dos óxidos de vanádio sobre os óxidos puros (sílica, titânia e alumina) tem sido muito usada na literatura [1]. Sabe-se que as propriedades morfológicas dos materiais (área superficial e porosidade), impurezas e método de preparação desempenham uma importante função na redutibilidade da vanádia [1,2]. Além disso, a temperatura de redução vai depender das condições de redução: pressão parcial de H2 e velocidade de aquecimento [1].
Neste trabalho, uma série de óxidos mistos V2O5/SiO2, V2O5/TiO2 e V2O5/Al2O3 contendo diferentes proporções de vanádia, foram preparados pelo método sol-gel e caracterizados por TPR. Os materiais foram calcinados a 400 oC por 5 h.
Resultados e Discussão
Na Figura 1 é mostrado o perfil de TPR obtido para o V2O5. São observados três picos de redução. De acordo com a literatura, o primeiro pico, em 680 oC, corresponde à redução de V2O5 → V6O13;o pico em 739 oC está associado à redução V6O13 → V2O4 e o terceiro pico, em 845 oC, corresponde à redução V2O4
→ V2O3.
As Figuras 2, 3 e 4, apresentam os perfis de TPR obtidos para os óxidos mistos V2O5/SiO2, V2O5/TiO2 e V2O5/Al2O3, respectivamente. Os perfis observados para os óxidos puros sílica (Figura 2 (a)) e alumina (Figura 4 (a)) mostram claramente a inexistência de picos de redução ou de consumo de hidrogênio, enquanto que para a titânia (Figura 3 (a)), é observado um pico pouco intenso em 625 oC, provavelmente associado à mudança de fase da titânia, de anatase amorfa para formas maiscristalinas (rutila).
Das Figuras 2-4, observam-se as seguintes faixas de temperatura de redução encontradas para os óxidos mistos: V2O5/SiO2 (557-665 oC), V2O5/TiO2 (490-673
oC) e V2O5/Al2O3 (567-613 oC). Em todos os casos, observou-se um pico correspondente à redução de V5+ → V3+. Apenas para as amostras de V2O5/TiO2
(Figura 3), observou-se um pico adicional ao redor de
600 oC, provavelmente devido à redução de V5+ → V4+. Esse segundo pico pode ser atribuído à presença de íons V4+. Para as demais amostras (Figuras 2 e 4), esse pico não foi observado [2].
A influência dos óxidos puros sobre as espécies de vanádia na superfície dos materiais é claramente evidenciada comparando-se os perfis de TPR do V2O5
com os dos óxidos mistos: observa-se uma redução no número de picos e um deslocamento de aproximadamente 100 oC do pico mais intenso (Figura 1), com relação aos materiais contendo os diferentes óxidos puros utilizados (Figuras 2-4).
Figura 1. Perfil de TPR do V2O5.
100 200300 400 500 600 700 800 9001000
-0.0074 -0.0072 -0.0070 -0.0068 -0.0066 -0.0064 -0.0062 -0.0060 -0.0058 -0.0056 -0.0054 -0.00522
(e) 10% V2O5/SiO2envelhecida (d) 10% V2O5/SiO2 (c) 5% V
2O 5/SiO
2 (b)2% V2O5/SiO2 (a) SiO
2
Consumo de Hidrogênio (u.a)
Temperatura (oC )
100 200 300 400500 600700 8009001000
-0.0094 -0.0093 -0.0092 -0.0091 -0.0090 -0.0089 -0.0088 -0.0087 -0.0086 -0.0085 -0.0084 -0.00833
(e) 10% V 2O
5/TiO 2envelhecida (d) 10% V
2O 5/TiO
2 (c) 5% V2O5/TiO2 (b) 2% V2O5/TiO2 (a) TiO2
( e ) (d)
( c ) (b) (a)
Consumo de Hidrogênio (u.a)
Temperatura (0C)
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -0.0096
-0.0094 -0.0092 -0.0090 -0.0088 -0.0086 -0.0084 -0.0082
4
(e) 10% V2O5/Al2O3envelhecida (d) 10% V
2O 5/Al
2O 3 (c) 5% V2O5/Al2O3 (b) 2% V2O5/Al2O3 (a) Al2O3
(e) (d) (c)
(b) (a)
Consumo de Hidrogênio (u.a)
Temperatura (0C)
Figura 2-4. Perfis de TPR dos óxidos mistos.
Conclusões
Os resultados de TPR associados a outros estudos não apresentados aqui, mostraram que nos catalisadores V2O5/TiO2, especificamente, o vanádio encontra-se altamente disperso.
Agradecimentos
L.M.S.Colpini agradece a CAPES.
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1 Keränen, J.; Auroux, A.; Ek, S. e Niinistö, L. Appl. Catal. A 2002, 228, 213.
2 Arena, F.; Frusteri, F. e Parmaliana, A. Appl. Catal. A 1999, 176, 189.
1 0 0200300400 500600 7008 0 09001000
-0,008 -0,006 -0,004 -0,002 0,000 0,002
Consumo de H2(u.a)
Temperatura 0C
