Obtención de hidrógeno a partir de la descomposición de metano utilizando catalizadores de rodio soportados en y-alúmina, modificada con óxidos de tierras raras (Pr, Ce, Nd) Público
En el presente trabajo se llevó acabo la síntesis de los catalizadores rodio/γ-alúmina con cerio, rodio/γ- alúmina con neodimio y rodio/γ-alúmina con praseodimio (con 1 y 10 % en peso de tierra rara), para ser usados en Reacción de Deshidrogenación del Metano La γ-alúmina fue impregnada desde la fase Boehmita con tierras raras con el objetivo de aumentar las interacciones entre las diferentes especies en el catalizador y de esta manera mejorar la estabilidad térmica, la actividad catalítica e inhibir la formación de especies carbonaceas. Los catalizadores fueron caracterizados por: adsorción de N2 para la obtención del área específica por método BET y por difracción de rayos-X, análisis a temperatura programada TPR-H2 y TPD-H2 y por Infrarrojo FTIR de la Adsorción de CO. Las pruebas catalíticas de la Reacción de Deshidrogenación del Metano se llevaron a cabo de 400 a 700 °C en intervalos de temperatura de 100 °C, y de 50 °C el último intervalo hasta 750 °C. La reacción se llevó a cabo en un reactor de cuarzo de lecho fijo con una cantidad del catalizador Rh/ACe1 (0.05 g). En la primera etapa se analizó el efecto de las velocidades espaciales sobre la reacción, donde se alimentaron relaciones de CH₄/N₂ de 37/73, 10/90 y 5/95, empleando un cromatógrafo de gases Shimadzu GC-2014 para detectar los gases de salida del reactor. Una vez obtenida la mejor relación de CH₄/N₂ (5/95), se procedió a llevar a cabo la reacción con los demás catalizadores. En una segunda etapa se procedió a realizar la Reacción de deshidrogenación de CH4 (2.0 mL/min) en ausencia de N₂, en este caso el nitrógeno solo se empleó para dar un pretratamiento al catalizador a temperatura ambiente por 15 minutos para activar el sistema. El resultado obtenido fue una alta producción de H₂ con los catalizadores de Rh/ANd10 y Rh/ACe1 de 75 y 73 % respectivamente. A los catalizadores que mostraron la mejor producción de H2 (Rh/ACe1 y Rh/ANd10) se les realizó una prueba de estabilidad a la temperatura a la cual se obtuvo la mayor producción de hidrógeno (700 °C) durante 10 horas. Finalmente se realizaron análisis de SEM y Contraste Z a los catalizadores Rh/ACe1 y Rh/ANd10 usados y después de 10 horas de reacción a 700 °C.
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