Dissertação
Computational design of Co- and Fe-based CO2 to jetfuel catalysts EVALUATED
A síntese Fischer-Tropsch é normalmente utilizada para a produção de hidrocarbonetos a partir de misturas CO/H2 (syngas), sendo igualmente possível utilizar misturas CO2/H2. Neste trabalho, catalisadores à base de cobalto e ferro são estudados, através de cálculos DFT. Para o catalisador de cobalto foi desenvolvido um modelo microcinético, tendo em vista o estudo do mecanismo reaccional FT. Na superfície Co(111), a adsorção de CO foi mais estável no topo com uma energia de adsorpção igual a -135kJ/mol. A ativação de CO2 com OH* e com H* foi investigada igualmente na superfície Co(111). As reacções de hidrogenação de HCOO* e dissociação de CO2, HCOO e COOH foram também consideradas. As respectivas energias de reacção e de activação foram calculadas tendo sido construídos os perfis de energia. Um modelo microcinético foi desenvolvido e aplicado para dois cenários diferentes (single-site e dual-site) e para dois tipos diferentes de alimentação, H2/CO e H2/CO2, para 1 e 20 bar. Verificou-se que, em geral, o metano foi o produto obtido com maior seletividade. Foram analisadas diversas estruturas de carboneto de ferro: χ-Fe5C2, ε-Fe3C, η-Fe2C e θ-Fe3C. As energias coesiva e de formação foram calculadas e a estrutura de carboneto de ferro que apresenta as menores energias é η-Fe2C. As superfícies foram analisadas para todas as estruturas e o impacto da razão Fe/C na estabilidade da superfície foi investigado. As energias de adsorção foram calculadas na superfície χ-Fe5C2(510) onde a energia de adsorção de CO é igual a -1.97eV no centro ativo [Fe 3-fold].
novembro 25, 2022, 14:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Carlos Manuel Faria de Barros Henriques
Departamento de Engenharia Química (DEQ)
Professor Associado
