Catalizadores nanoestructurados en base a Ni, Ca Y Co para la reformación de metano con vapor

Abstract

En el presente trabajo se estudió el comportamiento catalítico de una serie de catalizadores de níquel soportados para la reacción de reformación de metano con vapor de agua. Se sintetizaron dos catalizadores de referencia de níquel (10% p/p) soportados sobre alúmina y sílice por el método de impregnación incipiente. Asimismo, se sintetizaron dos catalizadores de níquel soportados sobre alúmina, utilizando un complejo de níquel- etilendiamina, por dos métodos diferentes: impregnación por humedad incipiente del complejo y síntesis y deposición de este en presencia del soporte. Finalmente se prepararon catalizadores bimetálicos, promovidos con calcio y cobalto, partiendo del catalizador de níquel preparado por síntesis y deposición del complejo níquel-etilendiamina en presencia del soporte. Los sólidos precursores fueron caracterizados mediante análisis químico, DRX, RTP, Área B.E.T., ATG-ATD y Microscopia Electrónica de Transmisión MET. La actividad catalítica fue evaluada con la reacción de Reformación de metano con vapor de agua. Los resultados indicaron que de los catalizadores de referencia, el catalizador soportado sobre sílice no mostró actividad hacia la reacción de reformación de metano, mientras que el catalizador soportado sobre alúmina fue el que mostró el mejor comportamiento catalítico bajo las condiciones de estudio; el hecho de que la especie predominante en este catalizador sea el NiAl2O4, podría implicar que este sea el precursor de la fase activa. Los resultados obtenidos con los catalizadores preparados a partir del complejo Ni-etilendiamina sugieren que la utilización de sales precursoras de gran tamaño conduce a la obtención de partículas pequeñas; de los dos catalizadores preparados, el que dio mayor conversión de metano y mayor estabilidad, fue el preparado formando el complejo Ni-en in-situ, debido posiblemente a la mejor dispersión de las partículas metálicas sobre el soporte y a la menor relación NiO/NiAl2O4 que este presenta. Por otra parte, de los catalizadores promovidos con calcio, el catalizador preparado por impregnaciones sucesivas dio como resultado una mayor conversión y estabilidad en la reacción de reformación con vapor, mientras que el catalizador preparado por co-impregnación no mostró variaciones en la conversión, resultado que se puede justificar partiendo de que la relación NiO/NiAl2O4 en este último es mayor. El catalizador promovido con cobalto produjo un ligero aumento en la conversión de metano; igualmente, este resultado puede ser vinculado con la relación NiO/NiAl2O4 que en este sólido es menor que en el catalizador Ni(en), sin embargo, no puede descartarse que la incorporación de un segundo metal catalíticamente activo hacia la misma reacción, da lugar, en general, a la formación de una cantidad mayor de sitios activos.