Browsing by Author "Tauler Mardones, Ignacio Alfonso"

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    Estudio del efecto promotor de Zr y Ga sobre catalizadores de cobre en la hidrogenación de CO2 para la síntesis de metanol.
    (Universidad de Concepción, 2025) Tauler Mardones, Ignacio Alfonso; Karelovic Burotto, Alejandro Iván; Bustamante Betancur, Tatiana María
    El calentamiento global impulsado por la emisión de gases de invernadero (GEI) representa un desafio crítico. En este contexto, la captura y utilización del CO2, el principal GEI, se ha desarrollado como una estrategia atractiva para disminuir su contenido en la atmósfera. Uno de sus usos prometedores es la síntesis de metano!, un intermediario clave en la producción de compuestos valiosos. Actualmente, el metano] se obtiene principalmente mediante gas de síntesis proveniente de recursos fósiles, siendo una alternativa sustentable avanzar hacia la hidrogenación de CO2 capturado, utilizando además H2 verde. Sin embargo, un desafio clave es desarrollar un catalizador óptimo para esta reacción, ya que el actual catalizador comercial presenta una selectividad deficiente y bajo rendimiento a largo plazo. En este estudio, se analizó el efecto de la adición de los promotores Gay Zr a catalizadores Cu/TiO2, los cuales han demostrado resultados prometedores en la síntesis de metanol. Los catalizadores fueron sintetizados mediante impregnación húmeda modificada con trietanolamina y contienen un 6% en peso de cobre y un contenido variable de promotor (P) según la relación molar oc=P/(P+Cu), con valores de O, 0.1O, 0.22, 0.35 y 0.49 para los catalizadores con Zr y O, 0.081, 0.18, 0.29 y 0.43 para los promovidos por Ga. Las pruebas cinéticas se llevaron a cabo en un reactor tubular de laboratorio, operando a 8 bar y cuatro temperaturas diferentes (220, 240, 260 y 280 ºC) con un flujo de H2 y CO2 en una razón molar de 3: l. Los catalizadores fueron caracterizados mediante las técnicas de XRD, TEM, H2-TPR con quimisorción de N2O y HR-TEM con STEM-EDS para ciertos catalizadores. Los catalizadores promovidos con Zr exhibieron una mejora en la actividad catalítica, destacando especialmente la selectividad que alcanzó un máximo de 75%. Este resultado se correlaciona con la presencia de la fase amorfa del ZrO2, caracterizada por su alta área superficial y con una elevada dispersión del cobre, siendo esenciales para una mayor área interfacial del catalizador. Por otro lado, los catalizadores promovidos por Ga mostraron una mejora progresiva en la selectividad atribuida al incremento en la velocidad de formación de metano! y la disminución de la producción de CO. Este efecto se atribuye a la formación de islas de Gaüx en la superficie del cobre, lo que genera una mayor área interfacial Cu-Gaüx y bloquea los sitios activos para la formación de CO. Sin embargo, para la mayor concentración de Ga, se observó una caída en la actividad catalítica probablemente debido al encapsulamiento del cobre por parte del óxido de galio, bloqueando el acceso de los reactivos al metal e impidiendo la formación de la interfaz activa.
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