Placas fotocatalíticas para produção de hidrogênio a partir da reforma do glicerol

Abstract

A produção de hidrogênio (H ) é cada vez mais incentivada devido à escassez de combustíveis 2 fósseis e à necessidade de redução das emissões de CO . A fotocatálise heterogênea é uma 2 técnica ambientalmente amigável que possibilita reações em condições brandas e pode ser aplicada na produção de compostos de maior valor agregado a partir de resíduos orgânicos, como biomassa. A escalabilidade do processo envolve a otimização do projeto do sistema reacional, minimizando o custo e o tempo gasto nas etapas de separação, purificação e reutilização do catalisador. Este trabalho demonstra a aplicação de placas fotocatalíticas impregnadas com TiO dopado por fotodeposição com pequenas proporções de platina (Pt) na 2 fotorreforma de glicerol sob radiação visível. Os materiais produzidos foram submetidos à caracterização microscópica, textural e espectroscópica. Resultados da análise por difração de raios-X apresentou que a estrutura do TiO permaneceu inalterada, sem formação cristalina do 2 metal. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) demonstra que o método de fotodeposição garantiu alta dispersão da Pt sobre TiO . Os espectros de reflectância difusa dos catalisadores 2 mostram um efeito significativo na redução do bandgap de TiO pela presença da Pt. Os 2 resultados do desempenho de produção de H mostram que a quantidade otimizada de 2 catalisador foi de 25 mg, correspondente a uma taxa média de produção de hidrogênio em 3 horas de reação de 316 mmol H .h-1.m-2, sendo este valor independente da faixa de concentração 2 de platina testada (0,1% a 1,0%). A presença de 0,1% de platina na composição do catalisador levou à manutenção da estabilidade fotocatalítica por 4 ciclos consecutivos de aplicação, enquanto a presença de 0,3% de platina levou à manutenção da estabilidade por 7 ciclos, com valor médio de 361,2 mmol H .h-1.m-2 e redução de 28,7% de desempenho após este ponto, 2 com valor médio de 257,3 mmol H .h-1.m-2 para os ciclos subsequentes, indicando viabilidade 2 operacional. Além da elevada produção de H , o uso do glicerol é adequado para ser convertido 2 em alguns compostos químicos de alto valor agregado, como dihidroxiacetona, formaldeído e gliceraldeído, que podem ser utilizados como surfactantes, adesivos, revestimentos e aditivos para outros compostos. Dessa forma, a fabricação da placa fotocatalítica é simples e pode ser utilizada em vários fotocatalisadores e substratos, permitindo estudos na produção de H 2 fotocatalítico com boas perspectivas p