Catalizadores de molibdeno sobre sílice titania para la oxidación selectiva de metanol.
| dc.contributor.advisor | Karelovic Burotto, Alejandro Iván | es |
| dc.contributor.author | Saavedra Torrez, Rodrigo Eugenio Nicolás | es |
| dc.date.accessioned | 2026-03-12T15:29:22Z | |
| dc.date.available | 2026-03-12T15:29:22Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a. | es |
| dc.description.abstract | Bajo el contexto de economía circular y transición energética, el metanol ha adquirido gran relevancia, junto con las reacciones en las que participa, como la oxidación parcial de metanol, a partir de la cual se obtienen productos de alto valor agregado como formaldehído (FA), dimetoximetano (DMM) y formiato de metilo (MF). Estudios recientes han demostrado que esta reacción está fuertemente influenciada por las propiedades redox y ácidas de los catalizadores. En este trabajo, se evalúa el impacto de las propiedades superficiales de catalizadores de molibdeno soportados sobre sílice titania con composiciones molares variables, analizando cómo la composición de los soportes y la incorporación de molibdeno afectan la actividad y selectividad hacia los distintos productos de reacción, a través de técnicas de caracterización estructural y estudios cinéticos. Los soportes de titania sílice (TiSi) con porcentaje molar de titania de 50, 75, 90 y 99% se sintetizaron mediante el método sol gel, permitiendo un mayor control sobre la composición de los materiales. En estos soportes se cargaron 1, 2 y 8 átomos de molibdeno por nm mediante el método de impregnación húmeda. Las caracterizaciones permitieron evaluar la estructura, reducibilidad y composición de los soportes y catalizadores. A partir de los resultados de la fisisorción de N 2 X (XRD), reducción a temperatura programada (TPR H 2 , difracción de rayos ), adsorción de piridina y metanol, y espectrometría de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente (ICP), se identificó que, para una misma carga de molibdeno, la distribución del MoO 3 varía según la composición del soporte. En particular, el molibdeno se deposita sobre sílice en 2Mo/50TiSi, mientras que en 2Mo/75TiSi y 2Mo/90TiSi se posiciona preferentemente sobre la titania. Esta diferencia permitió concluir que, a bajas cargas de molibdeno, la titania mejora la distribución del MoO 3 sobre la superficie y además favorece la reducibilidad del catalizador. Las pruebas catalíticas, realizadas en un rango de 100°C y 300°C, permitieron evaluar la conversión de metanol, selectividad y rendimiento hacia los productos de reacción. Los resultados indican que la formación se FA y DMM depende principalmente de la cantidad de sitios activos del molibdeno, mientras que la producción de MF se ve altamente influenciada por la naturaleza del sitio interfacial, siendo los sitios molibdeno titania más eficientes que los sitios molibdeno sílice. En conclusión, las técnicas de caracterización permitieron establecer que la composición del soporte y la carga de molibdeno afectan las propiedades estructurales y la reducibilidad del catalizador, lo que impacta directamente en su actividad y rendimiento catalítico. La actividad general está determinada por la distribución de las fases activas de molibdeno y titania, siendo el catalizador 2Mo/90TiSi el que presenta la mayor actividad catalítica entre los catalizadores con la misma carga de MoO 3 , debido a su mayor reducibilidad. Además, dada la naturaleza de sus sitios interfaciales, este catalizador exhibe la mayor producción de MF entre los demás catalizadores. | es |
| dc.description.abstract | Under the context of circular economy and energy transition, methanol has acquired great relevance, together with the reactions in which it participates, such as the partial oxidation of methanol, from which high value-added products such as formaldehyde (FA), dimethoxymethane (DMM) and methyl formate (MF) are obtained. Recent studies have shown that this reaction is strongly influenced by the redox and acidic properties of the catalysts. In this work, the impact of the surface properties of molybdenum catalysts supported on silica titania with varying molar compositions is evaluated, analyzing how the composition of the supports and the incorporation of molybdenum affect the activity and selectivity towards the different reaction products, through structural characterization techniques and kinetic studies. The titania-silica (TiSi) supports with titania molar percentages of 50, 75, 90 and 99% were synthesized by the sol-gel method, allowing greater control over the composition of the materials. On these supports 1, 2 and 8 molybdenum atoms per nm 2 impregnation method. The characterizations allowed us to evaluate the structure, reducibility and composition of the supports and catalysts. From the results of N 2 physisorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR - H2), pyridine and methanol adsorption, and inductively coupled plasma (ICP), it was identified that, for the same molybdenum loading, the distribution of MoO 3 varies according to the support composition. In particular, molybdenum is deposited on silica on 2Mo/50TiSi, while on 2Mo/75TiSi and 2Mo/90TiSi are preferentially positioned on titania. This difference allowed us to conclude that, at low molybdenum loadings, titania improves the distribution of MoO 3 the reducibility of the catalyst. The catalytic tests, carried out in the range of 100°C and 300°C, allowed to evaluate the methanol conversion, selectivity and yield towards the reaction products. The results indicate that the formation of FA and DMM depends mainly on the amount of molybdenum active sites, while the production of MF is highly influenced by the nature of the interfacial site, being molybdenumtitania sites more efficient than molybdenumsilica sites. In conclusion, the characterization techniques allowed to establish that the composition of the support and the molybdenum loading affect the structural properties and reducibility of the catalyst, which directly impacts its catalytic activity and performance. The overall activity is determined by the distribution of the active molybdenum and titania phases, with the 2Mo/90TiSi catalyst having the highest catalytic activity among catalysts with the same MoO3 loading, due to its higher reducibility. Moreover, given the nature of its interfacial sites, this catalyst exhibits the highest MF production among the other catalysts. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Química | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto FONDECYT 1221281 | en |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13761 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Catálisis | es |
| dc.subject | Oxidación | es |
| dc.subject | Molibdeno | es |
| dc.subject | Metanol | es |
| dc.subject.ods | INDUSTRIA, innovación, infraestructura | es |
| dc.subject.ods | CONSUMO responsable y producción | es |
| dc.title | Catalizadores de molibdeno sobre sílice titania para la oxidación selectiva de metanol. | es |
| dc.type | Thesis | en |