2 Basics and state of the art
2.3 Standards and Recommendations
2.3.3 Guidelines
Os objetivos iniciais deste trabalho de pesquisa foram alcançados na medida em que foi possível a produção de carbeto de molibdênio com adição de cobalto (Co-Mo2C) por
reação gás-sólido em reator de leito fixo com atmosfera de CH4 e H2 a partir de HMA e
nitrato de cobalto.
O precursor obtido pela metodologia de mistura física de pós (reação sólido-sólido) e calcinado foi caracterizado por difração de raios-x, indicando a formação de um óxido de molibdênio e óxido misto de cobalto e molibdênio segundo as fases MoO3 (ICSD:076651) e
CoMoO4 (ICSD:023808). Essas se apresentaram com morfologia de plaquetas e formato
irregular, respectivamente, de acordo com análise por microscopia eletrônica. Foi observado também o aumento da tendência à formação de aglomerados com o incremento no teor de cobalto. A análise por fluorescência de raios-x confirmou o teor de cobalto pretendido para os precursores, tendo sido considerada que a metodologia aplicada foi adequada para adição desse metal.A presença de fase óxida mista dos dois metais é indicativa do íntimo contato entre eles e da qualidade do processo de dopagem.
O carbeto de molibdênio com adição de cobalto foi obtido via reação gás-sólido em atmosfera de CH4 e H2 em reator de leito fixo a partir do precursor (HMA+nitrato de cobalto).
Para as reações de carbonetação a 700°C, independentemente do teor de cobalto, foram formadas duas fases cristalinas: carbeto de molibdênio (Mo2C-ortorrômbica) e óxido de
molibdênio (MoO2-monoclinica). A 750°C somente a fase carbeto foi detectada. Não foi possível
a identificação de fase contendo cobalto pelos difratogramas em nenhuma das quatro condições.
Foi possível produzir cristalitos de tamanho nanométrico na faixa dos 10-15 nm para as amostras sintetizadas a 700°C e 30-43nm para as amostras obtidas a 750°C. Foi verificado o aumento do tamanho de partícula com a elevação do teor de cobalto da ordem de 40% e com o aumento de temperatura aumentos na ordem dos 180%, indicando que o efeito da temperatura sobre essa propriedade é preponderante sobre o efeito da adição de cobalto.
Os resultados de microscopia corroboraram com a verificação por difração de raios-x com relação à formação de fases. No nível inferior de temperatura e com o menor teor de cobalto se verificou a presença, em grande quantidade, de morfologia semelhante a folhelhos
(placas finas), relativa ao óxido de molibdênio (MoO2), associada à pequena quantidade de
material de menor tamanho de partícula e formato indefinido, relativa ao carbeto (Mo2C). Nos
demais níveis de temperatura e composição, se verifica a formação, quase que exclusiva, de carbeto de molibdênio com aglomeração de particulado. O aumento no teor de cobalto promoveu a maior tendência à aglomeração do material, segundo observado por MEV.
O verificado visualmente por MEV foi confirmado pela análise de granulometria a laser, sendo mesmo identificada a formação de distribuição bimodal para o carbeto sintetizado com 5% de Co e na maior temperatura.
O indicado por difração e verificado morfologicamente por microscopia é ratificado pela análise de teor de carbono, a qual indica a conversão parcial dos óxidos em carbetos para a temperatura de 700°C; 86% de conversão para a amostra com 5% a 750°C e a completa conversão do óxido com 2,5% de Co 750°C. Portanto, o pó produzido nessa última condição foi o único material que formou somente carbeto, sendo o melhor resultado dessa investigação, apesar de ter-se produzido pequeno teor de carbono livre (8,9%).
O carbeto produzido pela metodologia apresentada foi também capaz de reter o teor de cobalto teórico adicionado, uma vez que a análise por fluorescência de raios-x confirmou a pequena variação entre os teores pretendidos e verificados para a razão Co/Mo.
Ainda faz-se necessária uma otimização de parâmetros de síntese do carbeto com adição de cobalto, uma vez que baixas áreas superficiais foram detectadas. Nesse sentido podem ser avaliados os efeitos das variáveis de tempo de patamar e efeito do fluxo da mistura gasosa nos materiais produzidos. É necessário também estudar o desempenho desses materiais em reações de HDS, bem como o efeito de suportes na atividade catalítica e estabilidade. Essas últimas são temas de projetos de doutoramento atualmente em curso no LAMNRC.
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