Ambiente e Novas
Fontes de Combustível
LABORATÓRIO DE CATÁLISE
Materiais Avançados
GRUPO DE QUÍMICA
DOS ELEMENTOS
f
LABORATÓRIO DE CATÁLISE
INTRODUÇÃO
INFRAESTRUTURAS
PROJECTOS
GRUPO DE QUÍMICA
DOS ELEMENTOS
COOPERAÇÃO/CONTACTOS
f
INTRODUÇÃO
 A actividade desenvolvida no Laboratório de Catálise (LC) tem como objectivos o
estudo fundamental e o desenvolvimento de aplicações para compostos contendo
elementos do bloco f. Para tal têm sido estudadas reacções catalíticas de reconhecido
interesse em fase heterogénea.
 As actuais linhas de acção podem ser agrupadas da seguinte maneira:
 Síntese e caracterização de compostos intermetálicos (IC) binários com
lantanídeos ou actinídeos (Th, U), incluindo IC nanoestruturados.
 Preparação de catalisadores óxidos bimetálicos usando para tal os compostos
intermetálicos como precursores catalíticos, incluindo também a síntese de
óxidos bimetálicos nanoestruturados.
 Preparação e caracterização de sais fundidos do tipo cloreto e carbonato contendo
elementos do bloco f na sua composição.
 Activação do metano e estudos de reactividade envolvendo o dióxido de
carbono e o óxido nitroso, por exemplo, para a síntese de hidrocarbonetos e
álcoois.
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DOS ELEMENTOS
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AMBIENTE E NOVAS FONTES DE COMBUSTÍVEL
CO2
CO2
CH4
Combustível,
CH4
• A partir de efluentes industriais e
atmosféricos
• Gás Natural
• Outras fontes
CH3OH
Energia
GRUPO DE QUÍMICA
• Combustíveis e armazenamento de
energia
• Hidrocarbonetos sintéticos (C2 - C3 e
C5 - C12, gasolina, diesel) e metanol
DOS ELEMENTOS
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MATERIAIS AVANÇADOS
Método Sol-gel
Técnica de “Electrospinning”
Materiais nanoestruturados
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INFRAESTRUTURAS
 O Laboratório de Catálise (LC) tem acesso a uma gama alargada de
infraestruturas no Campus Tecnológico e Nuclear. As facilidades disponíveis no
campus incluem muitas das técnicas analíticas usadas na caracterização molecular
e macromolecular, tais como a RMN, IV-FT, espectrometria de massa, análises
elementares (C, H, N, S), análises térmicas (TG, DSC), difracção de raios X (pós e
cristal único), cromatografia em fase gasosa (GC, com TCD e FID), etc.
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DOS ELEMENTOS
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INFRAESTRUTURAS
 O LC dispõe de vários sistemas reaccionais instalados, incluindo reactores de
pressão (autoclave) e reactores para estudos em contínuo à pressão
atmosférica (reactores do tipo plug-flow em pyrex e quartzo). Técnicas
específicas para a caracterização de óxidos, tais como a redução e dessorção
com programação de temperatura, TPR e TPD, respectivamente, estão
também disponíveis. O LC dispõe de condições únicas para manipulação
de CO.
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DOS ELEMENTOS
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INFRAESTRUTURAS
 A análise online por GC (TCD e FID) é a principal técnica usada para estudar as
reacções catalíticas. Estão disponíveis três GC (Agilent 4890D com TCD, Agilent
7820, com FID e Shimadzu 9A, com TCD and FID) quer para os estudos de
reactividade, quer para estudos de caracterização térmica dos catalisadores (TPR
ou TPD de moléculas alvo).
 O LC também dispõe de condições para preparação e manipulação em atmosfera
inerte de compostos e ligandos sensíveis ao oxigénio e água, tendo também
acesso a técnicas pouco usuais como a síntese em amoníaco líquido para
preparação de catalisadores.
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DOS ELEMENTOS
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PROJECTOS
 O LC tem em curso e continua a desenvolver investigação em várias áreas. As
reacções catalíticas e os processos sob investigação baseiam-se na activação
de substratos em C1 tais como CH4 e CO2. O LC desenvolve e está aberto a
projectos de cooperação com a indústria.
Segue um breve resumo de alguns dos projectos mais recentes.
 Acoplamento Oxidativo do Metano usando Compostos Intermetálicos
contendo Elementos do Bloco f como Precursores Catalíticos a
Estudo de compostos intermetálicos LnCu2 (Ln=La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tm) e AnCu2 (An=Th,
U) como precursores catalíticos para a reacção de acoplamento oxidativo do metano,
usando o dióxido de carbono como agente oxidante e produção de hidrocarbonetos com
elevada selectividade em C2 (C2H6 e C2H4).
a (FCT/POCTI/QUI/35394/2000), J. alloys Comp. 478 (2009) 687-693, J. Alloys Compd.,
464 (2008) 399-406.
PROJECTOS
 Processo para conversão electroquímica selectiva de dióxido de
carbono b
Parceria com a OMNIDEA (AeroSpace Technology and Energy Systems) Lda., no âmbito
do projecto “Energon - Space Long Term R&D, ESA / ESTEC - OMNIDEA, Contract No.
19594 / 06 / NL / PA”. Patente: INPI, Pt-105566.
b Protocolo ITN-QIO/OMNIDEA (2000 - …)
 Acoplamento de catalisadores com plasma não térmico para a
decomposição de compostos orgânicos voláteis c
Desenvolvimento de um sistema catalisador - plasma não térmico para a activação do
metano e produção de gás de síntese e hidrocarbonetos. Parceria com o ISEL. Patente:
INPI, Pt-105078.
c (FC/PTDC/Equ-Equ/65126/2006), J. Mol. Catal. A: Chemical 320 (2010) 47–55; J.
Alloys Comp. 497 (2010) 249–258; Plasma Chemistry and Plasma Processing 31 (2011)
427-439
PROJECTOS
 Catalisadores de sais fundido do tipo cloreto potássio-lantanídeo d
Cloretos e carbonatos de sais fundidos do tipo K-Ln como catalisadores para o estudo
da redução do óxido nitroso com metano e produção de hidrocarbonetos.
d (FCT/PTDC/QUI/72290/2006), Catalysis Communications 12 (2011) 1425-1427
 Mitigação do CO2 e produção de metanol através do “reforming” do CH4 e
Conversão do metano e do dióxido de carbono em metanol.
e (FCT/PTDC/AAG-TEC/3324/2012 - 2015)
 Aumento da eficiência energética na conversão de metano por plasmas f
Produção e melhoria da eficiência da produção de gás d síntese com plasmas não
térmicos
f (FCT/PTDC/FIS-PLA/2135/2012 - 2015)
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COOPERAÇÃO/CONTACTOS
 O LC está aberto a cooperação, incluindo o intercâmbio (no âmbito de
estágios de curta e média duração) de investigadores e estudantes graduados.
 Se está interessado(a) em fazer o seu mestrado, doutoramento ou pósdoutoramento em catálise, o LC disponibiliza com todo o agrado os seus
meios. Bolsas para investigadores e estudantes com formação nas áreas da
Química e Engenharia Química podem ser submetidas à Fundação para a
Ciência e Tecnologia (FCT).
 Para mais informação contacte-nos ([email protected]). O Grupo de
Química dos Elementos f (QEf) e o Laboratório de Catálise (LC) acolherão com
todo o agrado a sua contribuição.
 +351.219946116 (Dr. Joaquim Branco)
 +351.219550117 (CTN)
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