Superfícies nanoestruturadas podem ser definidas como substratos tendo como principal característica dimensões na faixa de 1-100 nm. O recente interesse nestes sistemas é baseado no fato de que novas e interessantes propriedade (catalíticas, magnéticas, ferroelétricas, mecânicas, óticas e eletrônicas) são desenvolvidas como resultado da redução da dimensão destes substratos. Neste trabalho descreve-se a decomposição catalítica do metano em hidrogênio e nanofilamentos de carbono em catalisadores não suportados de Ni preparados por metodologias distintas. Catalisador de Ni suportado em zircônia foi usado para comparação dos resultados. Para os catalisadores não suportados, observou-se forte dependência da atividade do catalisador com o tamanho da partícula do óxido precursor e sua morfologia. Apesar de todos terem apresentado dimensões na faixa de nanopartículas, somente os preparados usando etileno glicol, NiEG, e rota hidrotérmica, NiHT, exibiram a mesma performance que o catalisador suportado (atividade e estabilidade), 25NiZ. O catalisador sintetizado em presença de dimetilglioxima, NiDMG, foi o menos ativo e desativou com o tempo em operação.

Nanostructured surfaces can be defined as substrates in which the typical features have dimensions in the range of 1-100 nm. The recent focus of interest in these systems is based on the fact that interesting novel properties (catalytic, magnetic, ferroelectric, mechanical, optical and electronic) are developed as a result of the dimension reductions of these substrates. This paper describes the catalytic methane decomposition into hydrogen and carbon nanofilaments on unsupported Ni catalysts prepared from different methodologies, with controlled particle size and morphologies. Ni catalyst supported on zirconia was also used for performance comparison. For the unsupported catalysts, it was observed strong dependency of catalyst activities with particle size of nickel oxide precursors and their morphologies. Although all of them presented crystallite sizes with nanometric dimensions, only those prepared with ethylene glycol, NiEG, and by hydrothermal condition, NiHT, exhibited the same performance as the supported catalyst (activity and stability), 25NiZ. Catalyst synthesized in the presence of dimethylglyoxime, NiDMG, was less active and deactivated with time on stream.

As ciências da catálise e da superfície têm desenvolvido independentemente temas básicos para o entendimento de processos catalíticos. Pode-se até questionar se há ainda algo fundamental para ser descoberto através da interface entre catálise eciência da superfície? Catalisadores mono e bimetálicos de Co/Nb2O5 e Pd-Co/ Nb2O5 apresentaram resultados interessantes de seletividade na síntese de Fischer-Tropsch (Noronha et al. 1996, Roseniret al. 1993). A presença de metal nobre aumentou a seletividade de C+5 e diminuiu a formação de metano dependendo da temperatura de redução. Catalisadores modelo de Co-Pdsuportados em nióbia e alumina foram preparados e caracterizados a nível atômico, servindo de base para comparação do catalisador "real". Foram estudados o crescimento de partículas, bem como a morfologia e a estrutura de partículas de ambos, metal puro e ligas. É possível suportar as propostas que sugerem uma forte interação metal suporte em catalisadores reais através das pesquisas em sistemas modelos para nióbia quando comparadas com suportes de alumina onde estes efeitos não aparecem. A formação de Co2+ penetrando na rededa nióbia, sugerida para catalisadores em forma de pó, foi totalmente confirmada pelos estudos em catalisadores modelo. Mostrou-se ainda que para ambos os sistemas reais e modelos, que o estado oxidado do Co tem papel fundamental na reatividade das reações de Fischer-Tropsch e que a adição de Pd é um fator determinante para a estabilidade do catalisador. Demonstrou-se que a interação com hidrocarbonetos insaturados depende fortemente do estado oxidado do metal.

The science of catalysis and surface science have developed, independently, key information for understanding catalytic processes. One might argue: is there anything fundamental to be discovered through the interplay between catalysis and surface science? Real catalysts of monometallic and bimetallic Co/Nb2O5 and Pd-Co/Nb2O5 catalysts showed interesting selectivity results on the Fischer-Tropsch synthesis (Noronha et al. 1996, Rosenir et al. 1993). The presence of a noble metal increased the C+5 selectivity and decreased the methane formation depending of the reduction temperature. Model catalyst of Co-Pd supported on niobia and alumina were prepared and characterized at the atomic level, thus forming the basis for a comparison with "real" support materials. Growth, morphology and structure of both pure metal and alloy particles were studied. It is possible to support the strong metal support interaction suggested by studies on real catalysts via the investigation of model systems for niobia in comparison to alumina support in which this effect does not occur. Formation of Co2+ penetration into the niobia lattice was suggested on the basis of powder studies and can be fully supported on the basis of model studies. It is shown for both real catalysts and model systems that oxidation state of Co plays a key role in controlling the reactivity in Fischer-Tropsch reactions systems and that the addition of Pd is a determining factor for the stability of the catalyst. It is demonstrated that the interaction with unsaturated hydrocarbons depends strongly on the state of oxidation.

Estudo da influência dos precursores sobre os catalisadores de Pd/Al2O3 promovidos com céria ancorado sobre a alumina. A oxidação do propano foi feita sob diferentes condições de alimentação sendo caracterizados os sítios superficiais por Espectroscopia Fotoeletrônica de raios X (XPS) e por Refletância Difusa em ''situ''. Resultados de XPS e DRS mostraram a formação de interfaces de PdO/Pd0 como sendo os sítios ativos, independentes do precursor utilizado na preparação, enquanto que os catalisadores contendo CeO2 mostraram a formação de espécies de paládio com estado de oxidação mais altos, provavelmente PdO2 (338 eV) após a oxidação do propano. Além disso, as razões O/Al e O/Ce evidenciaram um aumento de oxigênio armazenado na presença de CeO2. O precursor acetilacetonato favoreceu o armazenamento de oxigênio na rede.

The influence of the precursors on the promoting effect of ceria on Pd/Al2O3 catalyst, when ceria is coated over alumina was studied. The reaction of propane oxidation proceeded under different feed conditions and the surface active sites were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and in situ diffuse reflectance spectroscopy (DRS). XPS and DRS results show that PdO/Pd0 interface are the active sites independent of the precursor, while the catalysts containing CeO2 showed formation of palladium species in the highest oxidation state, probably PdO2 (338 eV) after the oxidation of propane. Besides, the O/Al and O/Ce ratios evidenced the increase of oxygen storage in the presence of CeO2. In addition, the precursor acetylacetonate favors the oxygen storage in the lattice.

Este trabalho descreve a hidrogenação do 2-etil-hexen-2-al em um reator de lama em fase líquida sobre catalisadores Ni/Al2O3 (teor de Ni entre 4,4-17,0% p/p). Resultados de DRX, DRS e TPR mostraram a presença de espécies superficiais de Ni2+ em coordenação octaédrica (óxido de níquel superficial) e tetraédrica (fases do tipo espinélio) nas subcamadas do suporte. Nas amostras com altos teores de Ni, foram observados cristalitos de óxido de níquel, seja em coordenação octaédrica ou tetraédrica. A maior seletividade para a formação do intermediário 2-etil-hexanal foi obtida com o catalisador contendo 7,3% p/p de Ni. A freqüência de reação (TOF) independe da concentração de níquel, sugerindo que esta reação de hidrogenação é insensível à estrutura.

This work describes the hydrogenation of 2-ethyl-hexen-2-al in a slurry bed reactor in liquid phase on Ni/Al2O3 catalysts (4.4-17.0% wt Ni). XRD, DRS and TPR results showed the presence of superficial Ni2+ species in octahedral (surface Ni oxide) and tetrahedral coordination (spinel-type phase) in the subsurface of the support. Nickel oxide crystallites were found in samples with Ni content above 7.3%, either in tetrahedral or octahedral coordination. The highest selectivity for 2-ethyl-hexanal was obtained with the catalysts containing 7.3% wt Ni. The turnover frequency (TOF) was independent on the Ni concentration, suggesting that this hydrogenation reaction is structure insensitive.

The exhaust emissions of vehicles greatly contribute to environmental pollution. Diesel engines are extremely fuel-efficient. However, the exhaust compounds emitted by diesel engines are both a health hazard and a nuisance to the public. This paper gives an overview of the emission control of particulates from diesel exhaust compounds. The worldwide emission standards are summarized. Possible devices for reducing diesel pollutants are discussed. It is clear that after-treatment devices are necessary. Catalytic converters that collect particulates from diesel exhaust and promote the catalytic burn-off are examined. Finally, recent trends in diesel particulate emission control by novel catalysts are presented.

Foram preparados catalisadores de prata suportados em a-alumina e caracterizados por técnicas de BET, SEM, XRD e AFM. Resultados mostraram que são técnicas poderosas para a determinação da textura, morfologia e propriedades superficiais. Mostrou-se que a adição de Cs ao catalisador de Ag/Al2O3 aumentou a dispersão de prata com a formação de pequenas partículas de prata sobre um filme fino formado sobre o suporte alumina. É importante salientar que as medidas feitas por AFM foram significativas para observar o filme e a dispersão da Ag e, ao contrário, XPS não detectou, contudo isto permite concluir que a prata está presente indistintamente no estado metálico ou óxido sobre a superfície. Resultados de XRD confirmam a presença dominante de prata metálica.

Silver supported catalysts on alpha-alumina were prepared and characterized by Brunauer-Emmet-Teller equations, scanning electronic microscopy, X-ray diffraction and atomic force microscopy techniques. Results show that these are powerful techniques for the determination of texture, morphology and surface properties. It has been shown that the addition of Cs in the Ag/Al2O3 catalyst increased the dispersion of silver with the formation of small silver particles over a thin silver film already formed over the alumina support. It is important to stress that atomic force microscopy measurements are significant to observe the film and the dispersion of Ag and, on the contrary, X-ray photoelectronic spectroscopy did not, however, it allows to the conclusion that undistinguishable silver, either as metallic or oxidation state, are present at the surface. X-ray diffraction results confirm predominantly metallic silver.