Resumo: Nanobastões de céria (CeO2) funcionalizados com grupos amino foram utilizados como suporte em catalisadores de cobre para a reação de deslocamento gás-água (WGS). A funcionalização da superfície do óxido foi realizada visando uma melhor dispersão da fase metálica no suporte, através da interação entre o grupo amino e o precursor Cu2+, com a posterior correlação entre esta modificação e a atividade do catalisador. Utilizou-se o método hidrotérmico para a síntese dos nanobastões, que foram posteriormente funcionalizados com 3-(aminopropil)trimetoxisilano. A adição do precursor Cu2+ ao suporte foi feita via impregnação, seguida de calcinação e redução (ativação do catalisador), etapa na qual se formaram as nanopartículas metálicas (Cu0) suportadas. Comparando os catalisadores com suporte de céria pura e de céria funcionalizada, observou-se que de fato a funcionalização resultou na maior dispersão do Cu2+ na superfície. No entanto, ela causou a menor dispersão do metal (Cu0) após a redução, a diminuição da redutibilidade da céria superficial, a fragmentação dos bastões e o menor desempenho catalítico frente à reação de WGS. Visando a compreensão destes sistemas, verificou-se que a calcinação após a adição de Cu2+ na amostra funcionalizada formou uma camada de SiO2 na superfície da céria, o que diminui a atividade por reduzir as interações Cu-CeO2 (formação de Cu-O-Si), corroborando a grande influência desta interface no desempenho destes catalisadores. Além disso, a menor dispersão de Cu0 na superfície funcionalizada após a redução demonstrou a importância da céria também na estabilização da fase metálica. Desta maneira, a funcionalização da superfície se mostrou uma abordagem interessante no que se refere à dispersão do precursor metálico no suporte Ver menos

Abstract: Amino functionalized ceria nanorods were explored as support on copper catalysts for the water-gas shift (WGS) reaction. The purpose of the design of a functionalized oxide surface was to obtain a better metal phase dispersion on the support provided by amino-Cu2+ interaction, in addition to further correlation between this modification and the catalyst activity. The hydrothermal method was used to synthetize the nanorods, which were subsequently functionalized with 3-(aminopropyl)trimethoxysilane. The Cu2+ precursor was added to the support by impregnation, followed by calcination and reduction (catalyst activation), when the supported metallic (Cu0) nanoparticles were formed. By comparison of the catalysts obtained with pure ceria and functionalized ceria supports it was observed that the functionalization indeed caused a greater Cu2+ dispersion on the oxide surface. However, it gave rise to a lower metal dispersion (Cu0) after reduction step, along with the decrease of surface ceria reducibility, nanorods fragmentation and inferior catalytic performance towards WGS reaction. In order to understand these systems, it was confirmed that the calcination step (after Cu2+ addition) on functionalized sample created a SiO2 layer above ceria surface, therefore lowering the activity due to the decrease of Cu-CeO2 interactions (formation of Cu-O-Si), which corroborated the great influence of Cu-CeO2 interface on the activity. Also, the lower Cu0 dispersion on the functionalized surface after reduction showed the importance of ceria on the metallic phase stabilization. Hence, the surface functionalization demonstrated to be an interesting approach to the dispersion of metal precursor on the catalyst support Ver menos