Reformado de CH4 con CO2 sobre catalizadores de Ni nanoestructurados a partir de precursores de complejos organometálicos

Autor: Joaquín Caraballo, Pedro Pablo Florez, Juan Alvarez, Jhoanna Molina, Eglé Pietri, M. Josefina Pérez Zurita y Mireya R. Goldwasser

Resumen:

El presente trabajo estudia la síntesis de catalizadores nanoestructurados sobre la base de Ni soportado sobre La2O3, ZrO2 y MgO para el reformado seco de metano con CO2. Se sintetizaron una serie de catalizadores usando complejos organometálicos como precursores catalíticos con la finalidad de asegurar la formación de nanopartículas y disminuir la desactivación del catalizador por formación de carbón. Se utilizaron dos complejos organometálicos de nitrato de Ni: bis (etilendiamina) níquel (II) y tris (etilendiamina) níquel (II); soportados sobre La2O3, ZrO2 y MgO. La determinación de la relación másica «carga de metal / soporte» necesaria para optimizar la actividad catalítica y reducir la formación de carbón se llevó a cabo, inicialmente utilizando diferentes contenidos de Ni sobre LaO3. Los sólidos se caracterizaron mediante técnicas físico-químicas tales como AES-ICP, FT-IR, XRD, TPR, área específica BET y TGA-DSC. En las condiciones de reacción utilizadas, el catalizador con 8% de Ni obtenido a partir del complejo de tris mostró el mejor rendimiento catalítico y menor deposición de carbón. El efecto de promoción con Rh se estudió sobre este catalizador. El mejor rendimiento lo mostró el catalizador 8% NiEDA2/MgO promovido con Rh, aún después de 100 h continuas de reacción.

Palabras claves:

Nanopartículas, producción de gas de síntesis, complejos de Ni-etiléndiamina, reformado seco de metano.

Abstract:

The work focuses on the synthesis of Ni-based nanostructured catalysts supported on La2O3, ZrO2 and MgO for the CO2 reforming of methane. A series of Ni-based supported catalysts were synthesized using organometallic complexes precursors in order to asses nanoparticle formation and diminish catalyst deactivation by carbon formation. Two Ni-nitrate organometallic complexes: bis (ethylenediamine) nickel (II) and tris (ethylenediamine) nickel (II) nitrates; supported on La2O3, ZrO2 and MgO were synthesized. Different Ni contents over La2O3 were initially used in order to determine the «metal load / support» mass ratio necessary to improve the catalytic activity and reduce carbon formation. Synthesized solids were characterized by techniques such as AS-ICP, FT-IR, XD, TPR, BET surface area and TGA-DSC. Underthe reaction conditions, the catalyst with 8% Ni obtained from the tris complex showed better catalytic performance and lower carbon deposition. The best performance was shown by Rh promoted 8% NiEDA3/MgO, even after 100 h on stream.

Keywords:

Nanoparticles, syngas production, Ni-ethylenediamine complexes, methane dry reforming.