Proceso de síntesis de catalizadores Au-Fe/Al2O3 para combustión de metano

dc.contributor.advisorVelasco Rozo, Edwing Alexander
dc.contributor.advisorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.advisorBaldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.contributor.authorHernández Maya, Mery Sheryll
dc.contributor.evaluatorGarcía Rojas, Verónica
dc.contributor.evaluatorPedraza Avella, Julio Andrés
dc.date.accessioned2022-04-01T04:05:03Z
dc.date.available2022-04-01T04:05:03Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractLa 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.abstractenglishCatalytic 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.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9502
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCombustión de metano
dc.subjectAu-Fe/Al2O3
dc.subjectImpregnación secuencial
dc.subjectLight Off
dc.subject.keywordMethane Combustion
dc.subject.keywordAu-Fe/Al2O3
dc.subject.keywordSequential Impregnation
dc.subject.keywordLight Off
dc.titleProceso de síntesis de catalizadores Au-Fe/Al2O3 para combustión de metano
dc.title.englishSynthesis process of Au-Fe/Al2O3 catalysts for methane combustion
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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