Efecto de tratamientos post-síntesis sobre la actividad de catalizadores metálicos basados en compuestos metal - orgánicos durante la hidrogenación de CO2

Abstract

En los últimos años se ha generado una conciencia sobre la contaminación al medio am- biente y la generación de mecanismos de mitigación para reducir la cantidad de agentes contaminantes, como lo es por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) y transformarlo en productos energéticamentes interesantes, como lo es el metano (CH4). De acuerdo a esto, el objetivo de este trabajo es estudiar el efecto de tratamientos térmicos sobre catalizadores bimetálicos de níquel (Ni) y rodio (Rh) soportados sobre redes metal orgánicas para analizar su actividad y selectividad catalítica en la reacción de hidrogenación de CO2 a CH4. El trabajo consistió en la síntesis de los soportes basados en circonio (Zr), UiO66 y UiO67 vía reacción solvotermal. Luego, se realizó la impregnación de los metales Ni y Rh al soporte mediante impregnación doble solvente y conformación de los compósitos xNiO/UiO66 con variaciones de carga metálica 5 %, 10 % y 15 % de Ni y solo una carga de 0.5 % Rh. Poste- riormente, se realizaron los tratamientos térmicos a las temperaturas: 300 °C, 350 °C, 400 °C y 450 °C. Finalmente, se estudió la actividad catalítica de los catalizadores para la reacción de hidrogenación de CO2. La aplicación de tratamientos térmicos sobre los catalizadores promueve un cambio en la estructura del soporte. La disposición cristalina varía desde una fase UiO66 cúbica a una fase ZrO2 tetragonal. Adicionalmente, varían las propiedades texturales de área superficial y porosidad. La temperatura de cambio en la estructura se relaciona con la carga metálica de Ni en el catalizador, el cual actúa como agente promotor en la formación de la fase tetragonal de ZrO2. En el rango de temperatura de reacción comprendido entre 275 °C y 350 °C, el catalizador 10Ni/UiO66(350) alcanza una conversión máxima de 25 % y una selectividad del 100 %. Para el rango de temperatura entre 350 °C y 400 °C, el catalizador 15Ni/UiO66(450) alcanza una conversión máxima de 66 % y selectividad 90 %, siendo el catalizador con mejor rendimiento catalítico. El catalizador con 15Ni/UiO66(450), alcanzó una mayor actividad y selectividad al ser comparado bajo las mismas condiciones con los soportes UiO67 y ZrO2 comercial.