Jiménez Concepción, Romel MarioBaier Ruminot, Francisca Javiera2026-03-252026-03-252025https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13837Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a.La hidrogenación de CO2 contribuye a la reducción de emisiones netas de carbono a la atmósfera y a la síntesis de un producto químico de alto valor agregado. En la búsqueda de nuevos catalizadores para este proceso, un estudio reciente reportó que sobre catalizadores de In2O3/V2O5/SiO2 se presentaba una mejora en la velocidad de formación de CH3OH con el aumento de la razón molar V/In. Sin embargo, no se especificó la causa responsable de este comportamiento. Por esta razón, en este trabajo se estudió la hidrogenación de CO2 a metanol sobre catalizadores de In2O3/SiO2 con similares tamaños de cristal de óxido de indio, promovidos con distintos contenidos de V2O5 y sobre mezcla física In2O3/SiO2 + V2O3/SiO2, para evaluar su influencia sobre la cinética a diferentes temperaturas. Los catalizadores se prepararon por el método de impregnación a humedad incipiente garantizando las cargas nominales de In2O3 y/o V2O5. Se determinaron las características químicas, estructurales y superficiales mediante técnicas de XRD y TPR-H2. Por su parte, los ensayos catalíticos fueron realizadas en un reactor diferencial de lecho fijo a presión absoluta de 8 bar y temperaturas entre 240-320°C, con presiones parciales entre 0,8-2,1 bar para el CO2 y entre 5-6,75 bar para el H2, y flujos de alimentación entre los 10-25 cm3/min. La caracterización demostró la presencia de la fase cristalina c-In2O3 en todos los catalizadores con indio, con tamaños de partículas de 11-13 nm, lo que permitió descartar un efecto estructural sobre el desempeño catalítico. El aumento del contenido de V redujo las velocidades de formación de CH3OH y CO, posiblemente por una reacción parásita de oxidación de estos productos a CO2 sobre el V2O5. El aumento en la selectividad a metanol a mayor contenido de V se atribuye a la oxidación preferencial del CO a CO2. La evaluación del efecto del tiempo de residencia mostró inhibición de la RWGS, sin afectar la formación de metanol, lo que sugiere rutas de reacción independientes y/o sitios activos distintos. La velocidad de formación de CH3OH resultó independiente de PCO2 y PH2 , probablemente por saturación del intermediario más abundante en superficie a las condiciones de reacción evaluadas, mientras que la formación de CO dependió levemente de PCO2 , lo que indicaría distintas etapas limitantes de velocidad para ambas reacciones. Las energías de activación aparente para la formación de metanol y la RWGS resultaron poco sensibles al contenido de vanadio, lo que sugieren que el V no altera la naturaleza del sitio activo. Así, el aumento de la actividad catalítica con el contenido de V observado en el estudio previo no se debió a un efecto sinérgico de la interacción In-V, sino a una mayor dispersión del In2O3, mientras que el V favorece la reacción parásita de oxidación del metanol y el CO.The hydrogenation of CO2 contributes to the reduction of net carbon emissions into the atmosphere and to the synthesis of a high-value-added chemical product. In the search for new catalysts for this process, a recent study reported that In2O3/V2O5/SiO2 catalysts exhibited an improvement in the CH3OH formation rate with an increasing molar ratio V/In. However, the specific cause of this behavior has not been identified. For that reason, this work studies the hydrogenation of CO2 to methanol over In2O3/SiO2 catalysts with similar indium oxide crystal sizes, promoted with different V2O5 contents, and over a physical mixture of In2O3/SiO2 + V2O5/SiO2 to evaluate their influence on the reaction kinetics at different temperatures. The catalysts were prepared by incipient wetness impregnation method, ensuring the nominal loadings of In2O3 and/or V2O5. Their chemical, structural, and surface characteristics were determined using XRD and TPR-H2 techniques. The catalytic tests were carried out in a fixed-bed differential reactor at an absolute pressure of 8 bar and temperatures between 240-320°C, with partial pressures between 0,8-2,1 bar for CO2 and between 5-6,75 bar for H2, and feed flows between 10-25 cm3/min. Characterization demonstrated the presence of the crystalline c- In2O3 phase in all indium containing catalysts, with particle sizes of 11–13 nm, which allowed ruling out a structural effect on catalytic performance. Increasing the V content reduced the CH3OH and CO formation rates, possibly due to a parasitic oxidation reaction of these products to CO2 on V2O5. The increase in methanol selectivity with higher V content is attributed to the preferential oxidation of CO to CO2. The evaluation of the residence time effect showed inhibition of the RWGS reaction without affecting methanol formation, suggesting independent reaction pathways and/or distinct active sites. The CH3OH formation rate was independent of PCO2 and PH2 , likely due to the surface saturation of the Most Abundant Surface Intermediate (MASI) under the evaluated conditions, while CO formation showed a slight dependence on PCO2 , indicating different rate-limiting steps for both reactions. The apparent activation energies for methanol formation and RWGS were relatively insensitive to vanadium content, suggesting that V does not alter the nature of the active site. Thus, the increase in catalytic activity with V content observed in the previous study was not due to a synergistic effect from In-V interaction but rather to a higher dispersion of In2O3, while V promoted the parasitic oxidation reaction of methanol and CO.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalMetanolCatálisisDióxido de carbonoIndio (química)ThesisENERGÍA asequible y sostenibleINDUSTRIA, innovación, infraestructuraCONSUMO responsable y producciónAcción CLIMÁTICA