Estudio de catalizadores de Ni-Fe-Mg-Al dopados con Na, utilizados en la obtención de materiales nanocarbonosos mediante la descomposición catalítica de metano

La descomposición catalítica de metano, además de ser una vía de obtención de hidrógeno más económica y más eficiente, tiene como ventaja la obtención de materiales nanocarbonosos como co-producto de la reacción. Estos materiales pueden ser nanotubos y/o nanofibras de carbono, que poseen extraordinarias propiedades físicas y químicas, además de amplias y versátiles aplicaciones potenciales. Este proyecto fin de carrera pretende estudiar la actividad y estabilidad de un catalizador Ni-Fe-Mg-Al dopado con diferentes cantidades de Na, en la reacción de descomposición de metano. Se pretende relacionar la composición de los catalizadores con las propiedades que estos presentan durante la reacción, y con las condiciones elegidas para los ensayos. En este trabajo se propone variar la cantidad de agua de lavado en la preparación para obtener una serie de catalizadores NiFeMgAl que incorporen distintas cantidades de Na. Se parte de un catalizador sintetizado por el método de coprecipitación, que está formado por un soporte (Mg, Al) y una parte activa metálica (Ni, Fe). Los experimentos se realizan en un sistema termogravimétrico que recoge datos de peso de carbón producido, temperatura y tiempo durante el transcurso de la reacción. Estos datos permiten analizar la influencia de diferentes condiciones de operación como la temperatura de reacción, la composición de la alimentación sobre la actividad y la formación de carbono. Se utilizan las siguientes técnicas de caracterización con los catalizadores antes de reacción: Determinación de la superficie especifica por adsorción de N2 (BET), Reducción a temperatura programada (TPR), Difracción de rayos X (XRD), Absorción atómica (AAS). Con el fin de obtener información sobre las características del carbono formado durante la reacción, se utilizan las siguientes técnicas: Difracción de rayos X (XRD), Oxidación a temperatura programada (TPO), Microscopía electrónica de barrido (SEM), Microscopía electrónica de transmisión (TEM)