Desenvolvimento de catalisadores para a síntese de amoníaco baseados em materiais de ftalocianina metálica – Catalysis Science & Technology (RSC Publishing)

xmlns=”http://www.rsc.org/schema/rscart38Catalisadores à base de ferro e/ou cobalto altamente eficientes e muito estáveis para a reacção de síntese de amoníaco foram sintetizados por pirólise de um passo de precursores de ftalocianina metálica. A presença de metais alcalinos terrestres ou alcalinos é considerada essencial para acelerar a taxa de reacção para o processo de síntese do amoníaco. Quando promovidos por metais alcalinos, os catalisadores mostram um aumento de 3 vezes no seu desempenho catalítico (a 400 °C e 0,1-7 MPa) em comparação com um catalisador comercial de referência à base de ferro, amplamente utilizado para o processo Haber-Bosch. As imagens TEM revelam a estrutura local dos catalisadores obtidos na pirólise do metal precursor da ftalocianina, com nanopartículas metálicas (5-50 nm) confinadas numa matriz mesoporosa de carbono dopado com azoto, onde os promotores de metais alcalinos estão localizados na parte superior das nanopartículas de ferro mas também no suporte de carbono. Finalmente, a análise cinética mostra uma menor energia de activação para o catalisador derivado de ftalocianina (42 kJ mol-1) versus 70 kJ mol-1 reportado para o catalisador de ferro de referência. Além disso, esta análise cinética sugere que a etapa determinante da taxa passa da activação de azoto para a formação de NHx, que apenas poucos catalisadores alcançaram.