Proceso de síntesis de catalizadores Au-Fe/Al2O3 para combustión de metano
dc.contributor.advisor | Velasco Rozo, Edwing Alexander | |
dc.contributor.advisor | Ballesteros Rueda, Luz Marina | |
dc.contributor.advisor | Baldovino Medrano, Víctor Gabriel | |
dc.contributor.author | Hernández Maya, Mery Sheryll | |
dc.contributor.evaluator | García Rojas, Verónica | |
dc.contributor.evaluator | Pedraza Avella, Julio Andrés | |
dc.date.accessioned | 2022-04-01T04:05:03Z | |
dc.date.available | 2022-04-01T04:05:03Z | |
dc.date.created | 2021 | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | La combustión catalítica de metano es una reacción de interés para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se deben tener en cuenta algunas consideraciones al sintetizar catalizadores para esta reacción específica. En este trabajo, se sintetizaron una serie de catalizadores Au-Fe/Al2O3 mediante un proceso de impregnación secuencial diseñado considerando los procesos químicos que ocurren en cada paso. Los catalizadores se sintetizaron con una concentración molar total de metales de 10 mol/m2 (soporte) y con relaciones molares Au/(Au+Fe) de 0.0, 0.02, 0.09, 0.29 y 1.00. Estos catalizadores se comportaron en la combustión de metano (57.000 mL/g* h, bajo condiciones diluidas de CH4 de 1.5% vol en 21% vol. O2, y N2 balanceado) de la siguiente manera: (1) Se observó actividad desde 500 °C para todos los catalizadores (2) Solo se detectaron CO2 y CO en la corriente de producto con una selectividad del 90% a CO2 (3) El catalizador con relaciones molares más bajas mostró la actividad más alta (4) En general, se observó una histéresis inversa en el comportamiento catalítico. Tal comportamiento implicó lo siguiente: (A) Se encontró que la actividad catalítica era fuertemente dependiente del contenido de oro, disminuyendo al aumentar la composición de oro, (B) Las diferencias observadas en la actividad durante la ignición y extinción de la temperatura se debieron al aumento de tamaño de las nanopartículas de oro (C) Se observó una alta dispersión de oro y un posible comportamiento sinérgico entre Au y Fe para el catalizador con la relación molar menor de 0.01 que presentó una temperatura de ignición de ~523 °C y 70% de conversión de metano. | |
dc.description.abstractenglish | Catalytic combustion of methane is a reaction of interest for reducing greenhouse gas emissions. Some considerations must be taken into account when synthesizing catalysts for this specific reaction. In this work, a series of Au-Fe/Al2O3 catalysts were synthesized by a sequential impregnation process designed considering the chemical processes occurring at each step. The catalysts were synthesized with a total metal molar concentration of 10 mol/m2 (support) and with Au/(Au+Fe) molar ratios of 0.0, 0.02, 0.09, 0.29 and 1.00. These catalysts behaved in methane combustion (57,000 mL/g* h, under dilute CH4 conditions of 1.5% vol in 21% vol. O2, and balanced N2) as follows: (1) Activity was observed from 500 °C for all catalysts (2) Only CO2 and CO were detected in the product stream with 90% selectivity to CO2 (3) The catalyst with lowest molar ratios showed the highest activity (4) In general, an inverse hysteresis in catalytic behavior was observed. Such behavior implied the following: (A) The catalytic activity was found to be strongly dependent on gold content, decreasing with increasing gold composition, (B) The observed differences in activity during ignition and temperature quenching were due to the increasing size of gold nanoparticles (C) High gold dispersion and possible synergistic behavior between Au and Fe were observed for the catalyst with the lower molar ratio of 0.01 which exhibited an ignition temperature of ~523 °C and 70% methane conversion. | |
dc.description.degreelevel | Maestría | |
dc.description.degreename | Magíster en Ingeniería Química | |
dc.format.mimetype | application/pdf | |
dc.identifier.instname | Universidad Industrial de Santander | |
dc.identifier.reponame | Universidad Industrial de Santander | |
dc.identifier.repourl | https://noesis.uis.edu.co | |
dc.identifier.uri | https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9502 | |
dc.language.iso | eng | |
dc.publisher | Universidad Industrial de Santander | |
dc.publisher.faculty | Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas | |
dc.publisher.program | Maestría en Ingeniería Química | |
dc.publisher.school | Escuela de Ingeniería Química | |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
dc.rights.coar | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
dc.rights.license | Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) | |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Combustión de metano | |
dc.subject | Au-Fe/Al2O3 | |
dc.subject | Impregnación secuencial | |
dc.subject | Light Off | |
dc.subject.keyword | Methane Combustion | |
dc.subject.keyword | Au-Fe/Al2O3 | |
dc.subject.keyword | Sequential Impregnation | |
dc.subject.keyword | Light Off | |
dc.title | Proceso de síntesis de catalizadores Au-Fe/Al2O3 para combustión de metano | |
dc.title.english | Synthesis process of Au-Fe/Al2O3 catalysts for methane combustion | |
dc.type.coar | http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc | |
dc.type.hasversion | http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce | |
dc.type.local | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría | |
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