Synthesis process of au-fe/al2o3 catalysts for methane combustion

Simple item page
dc.contributor.advisorBaldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.contributor.advisorVelasco Rozo, Edwing Alexander
dc.contributor.advisorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.authorHernández Maya, Mery Sheryll
dc.date.accessioned2024-03-04T01:20:59Z
dc.date.available2021
dc.date.available2024-03-04T01:20:59Z
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 methane combustion is a reaction of interest to reduce greenhouse gas emissions from gas flaring processes. Some considerations must be done when synthesizing catalysts for this specific reaction. In this work, a series of Au-Fe/Al2O3 catalysts were synthesized through a sequential impregnation process designed considering the chemical processes occurring at each step. Catalysts were synthesized with a total molar concentration of metals 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 lean conditions of 1.5 vol.% CH4, 21 vol.% O2, N2 balanced) as follow: (1) Activity was observed since 500°C for all the catalysts (2) Only CO2 and CO were detected on the product current with a 90% Selectivity to CO2 (3) The catalyst with lower molar ratios showed the higher activity (4) In general, an inversed hysteresis was observed on the catalytic behavior. Such behavior implied the following: (A) The catalytic activity was found to be strongly dependent on the gold content, decreasing on increasing the gold composition (B) The differences observed in activity during temperature ignition and extinction was due to size increasing of gold nanoparticles (C) High gold dispersion and a possible synergistic behavior between Au and Fe was observed for the catalyst with the smaller molar ratio of 0.01 which presented an ignition temperature of ca. 523°C and 70% of 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/20.500.14071/41880
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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/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.titleSynthesis process of au-fe/al2o3 catalysts for methane combustion
dc.title.englishSynthesis process of Au-Fe/Al2O3 catalysts for methane combustion
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
No Thumbnail Available
Name:
Carta de autorización.pdf
Size:
99.25 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Documento.pdf
Size:
2.58 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Nota de proyecto.pdf
Size:
136.19 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
Maestría en Ingeniería Química