Title

INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA REDUÇÃO DE ÓXIDO DE COBRE SOB PLASMA DE HIDROGÊNIO

INFLUENCE OF PRESSURE ON COPPER OXIDE REDUCTION UNDER HYDROGEN PLASMA

Authorship

Lívia Maria Sant’Ana do Prado; Simão Vervloet Ramos; Estéfano Aparecido Vieira; Adonias Ribeiro Franco Junior

Lívia Maria Sant’Ana do Prado

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Simão Vervloet Ramos

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Estéfano Aparecido Vieira

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Adonias Ribeiro Franco Junior

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DOI

10.5151/1516-392X-24718

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Abstract

Neste trabalho foi avaliado um método alternativo de redução dos óxidos de cobre, a técnica de redução assistida por plasma de hidrogênio em reator de plasma pulsado de corrente continua (cc). O plasma de hidrogênio apresenta como possibilidade a produção de espécies de alto poder redutor, derivadas da molécula de H2 [1], além de produzir majoritariamente, como produto da reação, o vapor de água que não é prejudicial ao meio ambiente [2]. A pesquisa se limita ao estudo da influência da pressão do processo de redução a plasma sobre a redução de pós de óxido de cobre (I) (Cu2O). Os experimentos de redução foram realizados em um reator a plasma pulsado DC, sob fluxos de hidrogênio de 300cm3/min, temperatura de 300°C, tempo de 60 minutos e pressões variáveis de 267, 534, 800 e 1068 Pa. Determinou-se a eficiência da redução através de um balanço de massa e foram feitas as seguintes análises nos produtos da redução: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e EDS. Os maiores valores de frações de redução foram obtidos a 800Pa, o que pode estar associado à formação de uma bainha catódica que envolve por completo e de maneira uniforme a superfície das camadas de pó.

In this work was evaluated an alternative method for reduction of copper oxides –the reduction by hydrogen technique- which is performed in a DC pulsed plasma reactor. Hydrogen plasma offers the possibility to produce highly reactive species, derived from H2 [1] Besides, the only product reaction is vapor steam, which is harmless to the environment [2]. The research main intention is to study the influence of the pressure variation over the level of reduction on copper oxides. The experiments were performed in a DC pulsed plasma reactor, with 300 cm3/min gas flow and at the temperature of 300°C, for 60 minutes with variable pressure values: 267, 534, 800 and 1068 Pa. The reduction efficiency was determined by mass balance and it was performed the following analysis of the reduction products: x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope and EDS. According to the results the pressure condition at which was obtained the highest reduction percentage was 800 Pa. Possibly due to the formation of a dense and homogeneous cathodic sheath enveloping the oxide surface.

Keywords

Redução; Óxido de cobre; Plasma de hidrogênio; Pressão

Reduction; Copper oxide; Hydrogen plasma; Pressure