Estabilidad de catalizadores Ni soportados en ZrO₂ durante la hidrogenación selectiva de CO₂ hacia metano

Abstract

En el presente trabajo se estudió el efecto del método de síntesis de soportes de ZrO₂, y el efecto de la carga metálica sobre la hidrogenación catalítica del CO₂ para la producción de metano. Los soportes utilizados fueron ZrO₂ comercial (ZrO₂-COM), y óxidos de zirconio sintetizados por los métodos de coprecipitación (ZrO₂-COP) y Sol-Gel (ZrO₂-SG). Para los catalizadores sintetizados se utilizaron cargas metálicas de níquel del 10 y 20% peso. La evaluación catalítica se llevó a cabo a presión atmosférica, en un intervalo de temperatura de 350-500°C, utilizando una relación molar estequiométrica de CO₂/H₂. Los resultados más sobresalientes se obtuvieron con los catalizadores 20%/NiZrO₂-COM y 20%/NiZrO₂-COP con conversiones de CO2 cercanas al 50% a temperaturas de 400°C. El catalizador 20%/NiZrO₂-COP presentó una buena estabilidad con una caída en la conversión de solo el 8% a un tiempo de corrida experimental de 200 horas.In this work the effect of synthesis method for ZrO₂ as support, and the effect of metal loading on the catalytic hydrogenation of CO₂ to methane production were studied. The supports were commercial ZrO₂ (ZrO₂-COM), and zirconia synthesized by the coprecipitation (ZrO₂-COP) and the Sol-Gel (ZrO₂-SG) methods. Nickel metal loading of 10 and 20 wt. % were impregnated on the synthetized catalyst. Catalytic evaluation test was performed at atmospheric pressure conditions, in a temperature range of 350-500°C, and using a stoichiometric CO₂/H₂ molar ratio. The most outstanding results were obtained with the catalysts 20%/NiZrO₂-COM and 20%/NiZrO₂-COP with CO2 conversions close to 50% at temperatures of 400°C. The catalyst 20%/NiZrO₂-COP showed a very good stability with a decrease in CO2 conversion of only 8% after 200 hours of experimental test