Diseño de catalizadores Ni/SBA-15 y NiO/SBA-15 para obtención de combustibles amigables con el ambiente

Abstract

deterioration have evoked the development of alternative fuels, for example biodiesel, syngas, bioalcohols and many others. This work is focused on production of syngas and biodiesel. The syngas is a blend of hydrogen and carbon monoxide; it is used for many applications. The syngas can be produced for several processes, however dry reforming of methane (RSM) is an interesting option. RSM is characterized as a friendly process, because it uses carbon dioxide as raw material, instead of emitting it as green-house effect-gas. Nevertheless, despite the advantages of this process, there are a few reports focused on research of efficient catalysts. Biodiesel is a blend of alkyl-esters, generally produced by transesterification of triglycerides (TG). Since biodiesel can be produced from non-fossil carbon sources, exhibits the advantage of decreasing the amount greenhouse gases emission. Traditionally, production of biodiesel has used homogeneous catalysts. On the other hand, heterogeneous catalysts are more environmentally friendly. They can be reused, regenerated and they could be used in continuous processes. The catalytic support SBA-15 exhibits large pore size and high thermal and mechanical stability. By manipulating their synthesis variables, material design is implemented. The design of the SBA-15 allows obtaining suitable textural properties for support of nickel and nickel oxide to study these materials as catalysts for syngas and biodiesel production, respectively. The Ni/SBA-15 catalysts used for RSM shown high conversions of CH4 and CO2; however, the deactivation for carbon deposition was observed.

El deterioro actual del ambiente ha conducido a la necesidad de tomar acciones que reduzcan el impacto de las actividades humanas, como es producir materiales amigables con el ambiente y buscar combustibles con mayores contenidos energéticos y menos contaminantes. La sustitución de combustibles de origen fósil por fuentes alternas comprende el desarrollo de combustibles “verdes”; este trabajo se enfoca en producción de gas de síntesis (GS) y biodiesel (BD), que pueden ser utilizados como combustibles alternos. El GS es empleado para múltiples aplicaciones; puede ser producido mediante reformado seco de metano (RSM), que se caracteriza por ser un proceso amigable con el ambiente, ya que emplea CO2, en vez de emitirlo como gas de efecto invernadero. Sin embargo, a pesar de las ventajas de este proceso, existen pocos reportes enfocados a la búsqueda de catalizadores eficientes y resistentes a la desactivación. Por otro lado, los procesos industriales para la obtención de BD son costosos debido principalmente al precio de los aceites utilizados como materia prima, las operaciones de separación y purificación, y el post-tratamiento de las aguas residuales. Para hacer frente a esta problemática se emplean catalizadores heterogéneos; sin embargo, aún se requiere mejorar los métodos de preparación de estos catalizadores. El material SBA-15 ha sido usado ampliamente como soporte catalítico, debido a sus propiedades estructurales y texturales. Mediante la manipulación de sus variables de síntesis, se implementó el diseño del material, a fin de que posea propiedades texturales adecuadas para soportar fases activas de Ni y NiO, con el fin de estudiar su uso como catalizadores para RSM y producción de biodiesel, respectivamente. Los catalizadores empleados para el RSM mostraron elevadas conversiones de CH4 y CO2; sin embargo, la pérdida de actividad catalítica, por depósito de carbón, fue exhibida.