Conversão de metano em metanol usando complexos moleculares de metais de transição em um reator de eletrólito polimérico tipo célula a combustível

Abstract

O crescimento econômico vem atrelado a um maior consumo de energia e a uma alta das emissões de gases de efeito estufa. Neste trabalho, investigamos a relação ótima entre os complexos moleculares [6, 6'-(2, 2 complexo '-bipiridina-6, 6'-dil)bis(1,3,5-triazina-2,4-diamina)](nitrato-O)cobre(II) e cis-[6-(piridin-2-il)-1,3,5-triazina-2,4diamina)(dicloro)paládio(II) misturados ao carbono nas porcentagens de 2,5% 5% 10% e 20% (m/m) para obteção de eletrocatalisadores estáveis, condutores e funcionais com redução na quantidade de metal utilizado para a conversão de metano em metanol, utilizando um reator de eletrólito polimérico tipo célula a combustivel. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de FT-IR e Raman a fim de obter informações estruturais dos complexos moleculares a respeito das interações entre o ligante e o metal. Foram utilizadas as técnicas de difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons exitados por raios X, para obtenção de informações das estruturas dos complexos, como também informações químicas da superfície dos catalisadores. A microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada para obter informações a respeito das características morfológicas das nanoestruturas. Foram feitas análises eletroquímicas as quais indicaram que o "Complexo-Cu e o Complexo-Pd", quando adicionados em quantidades adequadas ao carbono, produzem espécies radicalares, as quais compreendem a etapa fundamental para oxidação parcial do metano. Os testes em reatores juntamente com as análises de suas alíquotas por FTIR mostram que as composições mais ativas do "Complexo" foram Pd 20% seguida de Cu 2,5 e 5%(m/m) em carbono, os quais obtiveram maiores valores de circuito aberto, além da maior produção de metanol quantificadas por Raman, com taxas de reação de 4,2 mol.L-1. h-1, 1,85 mol.L-1.h-1 e 1,65 mol.L-1.h-1, respectivamente.