Conversão de metano em metanol em camada fina de difusão de gás utilizando fotocatalisadores porosos de trióxido de tungstênio e titânia
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2023
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CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 67.
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Resumo
A conversão de metano a metanol representa atualmente uma importante alternativa para o controle das
mudanças climáticas no planeta, uma vez que o gás carbônico e o metano são os principais gases de geração
de efeito estufa na atmosfera terrestre. A fotocatálise heterogênea tem sido apresentada na literatura como
uma rota promissora para conversão de metano a metanol pois possibilita que a reação seja conduzida à
temperatura e pressão ambiente. Na presente pesquisa foram estudados fotocatalisadores constituídos por
dióxido de titânio (TiO2) e trióxido de tungstênio (WO3) nas composições atômicas (100:0, 95:5, 90:10,
85:15 e 80:20). A síntese foi realizada a partir de pó de óxido de titânio e de ácido tungstíco, via reação com
solução de borohidreto de sódio. Uma fina camada de eletrocatalisador TiO2/WO3 foi depositada numa
camada difusora de carbono, ambos acomodados numa superficie porosa de aço inoxidável, todos em forma
de disco, formando o eletrodo de difusão gasosa (EDG). As atividades fotocatalíticas para conversão de
metano a metanol dessas composições foram avaliadas a 25 oC e pressão ambiente nos reatores de fluxo
descontínuo e contínuo em luz visível e ultravioleta. Os fotocatalisadores de TiO2/WO3, foram
caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X (DRX), voltametria cíclica e
espectroscopia Raman. A quantificação da conversão de metano/metanol foi obtida pelo método Boyaci com
base nos resultados de espectroscopia Raman. A conversão de metano a metanol em ambos os reatores,
contínuo e descontínuo, foi efetiva. No reator descontínuo, na condição de luz visível, o eletrocatalisador
TiO2/WO3 de melhor performance foi o de composição atômica 90:10. Em condição de irradiação UV, a
conversão metano a metanol também é observada, entretanto com a formação radial superóxido, que
consome o metano e metanol produzido, e com a formação mais acentuda de de ácido fórmico e
formaldeído, a taxa de conversão é reduzida. Em regime contínuo a conversão metano a metanol é mais
eficiente em concentrações de 15 e 20 mol% de óxido de tungstênio. Este comportamento deve-se ao menor
tempo de residência dos reagentes no sistema reacional. Em um sistema fotoeletrocatalítico, a conversão é
intensificada.
Como referenciar
YOVANOVICH, M.; SOUZA, R.F.B. de; OLIVEIRA NETO, A.; LAZAR, D.R.R. Conversão de metano em metanol em camada fina de difusão de gás utilizando fotocatalisadores porosos de trióxido de tungstênio e titânia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 67, 12-15 de junho, Florianópolis, SC. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2023. Disponível em: https://repositorio.ipen.br/handle/123456789/47912. Acesso em: 20 Mar 2026.
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