Análisis del efecto del orden de impregnación de Ni y TiO2 en las propiedades fisicoquímicas y catalíticas de un catalizador soportado en alúmina para la reacción de metanación de CO2

Abstract

La creciente preocupación por las emisiones de CO₂ ha impulsado la búsqueda de catalizadores eficientes para su conversión a metano mediante la reacción de metanación. En este contexto, se evaluó el efecto del orden de impregnación de Ni y TiO₂ sobre un soporte de alúmina, con el fin de comprender cómo la secuencia de incorporación modifica las propiedades fisicoquímicas y catalíticas. Los resultados mostraron que, tras la reducción, no todo el Ni presente se convierte en su fase metálica, ya que parte significativa permanece en estado oxidado. Esto se asocia directamente con la interacción entre el Ni y el TiO₂, la cual modifica el estado químico de la superficie y se refleja en cambios en la reducibilidad del material. En particular, cuando el TiO₂ se incorpora en las capas externas, tiende a recubrir parcialmente al Ni después del proceso de activación, lo que limita su reducción completa. Asimismo, se observó que las variaciones en la actividad catalítica no dependen únicamente de la cantidad de Ni expuesto en superficie, sino que responden a modificaciones más profundas en la naturaleza de los sitios activos. Estas transformaciones están vinculadas a la interacción entre Ni, Ti y Al₂O₃, que altera la estructura electrónica de los sitios catalíticos y, con ello, la ruta de reacción. Dicho efecto se traduce en una mayor selectividad hacia CH₄ en comparación con el catalizador Ni/Al₂O₃, al disminuir la formación de CO como subproducto. En conjunto, este trabajo demuestra que el orden de impregnación no solo determina la dispersión y accesibilidad del níquel, sino también la calidad y reactividad de los sitios catalíticos, constituyéndose en una estrategia clave para el diseño de catalizadores más eficientes y estables para la metanación de CO₂.