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Sisntesis por ablación láser pulsada de nanopartículas de oro y uso de las mismas en catalizadoras soportados para combustión catalítica de metano

Resumen

La reacción de combustión catalítica es ampliamente utilizada en la industria petroquímica para tratar los efluentes gaseosos provenientes de procesos de refinación del petróleo. Este tipo de reacciones requiere de temperaturas muy altas (~1800°C), lo cual conlleva a la producción de compuestos orgánicos volátiles y emisión de gran cantidad de gases de efecto invernadero. La industria busca disminuir la temperatura de reacción; para ello se necesita un catalizador con gran actividad catalítica capaz de reducir la energía de activación de la reacción. Estos catalizadores suelen ser de metales nobles, sintetizados a partir de sales precursoras costosas y contaminantes. Para dar solución a este problema, se estudió la posibilidad de obtener nanopartículas a partir de una moneda oro por la técnica de ablación láser pulsado en medio líquido (PLAL, Pulsed Laser Ablation in Liquid), y para su posterior uso en catalizadores soportados en sílice. Esta técnica permite reemplazar los métodos convencionales de preparación de nanopartículas sin necesidad de precursores; y se aprovecha el oro en su estado metálico. Se evaluaron seis catalizadores con diferente diámetro de nanopartícula del metal en la reacción de combustión de metano a 500°C y presión ambiente. A estas condiciones no se observaron limitaciones térmicas y/o difusionales. Se observó que por medio de la tecina PLAL se pueden obtener nanopartículas de oro esféricas, de tamaños menores a 30nm de diámetro. Además, se lograron obtener catalizadores a partir de estas nanopartículas que mostraron actividad en la reacción de combustión de metano. Se obtuvo que la mayor conversión (14%) fue por medio del catalizador preparado con nanopartículas de 14nm de diámetro.