Cu,Zn-ZSM-5 catalysts for CO2 conversion via reverse water gas shift (RWGS)

Resumo

A hidrogenação via reação de shift reverso (RWGS) é uma maneira de ativar CO₂ para formar CO, que pode ser usado como intermediário na preparação de novos produtos de interesse, como metanol, éter dimetílico (DME), entre outros. Catalisadores Cu/ZnO-Al₂O₃ são comumente estudados para RWGS e têm se mostrado bastante ativos para essa reação, mas desativam por sinterização da fase ativa e são sensíveis à água formada durante a reação. Neste trabalho, catalisadores Cu,Zn-ZSM-5 foram preparados pelo método de troca iônica (simultânea ou sucessiva), introduzindo os íons Cu²⁺ e/ou Zn²⁺ com teores de 1,5% em um zeólito ZSM-5, visando contornar estas limitações. Os materiais foram caracterizados e avaliados na reação de shift reverso. Todos os catalisadores mostraram alta seletividade ao CO, com formação de CH₄ desprezível. A fase ativa para a reação é o Cu metálico finamente disperso no suporte zeolítico. A introdução de íons Zn²⁺ antes dos íons Cu²⁺ causa um aumento significativo na atividade catalítica, enfatizando seu papel como promotor. Os efeitos do GHSV, da razão molar H₂/CO₂ e da estabilidade a longo prazo a 600°C foram estudados para o catalisador de melhor desempenho.