Síntesis y caracterización de catalizadores magnéticos de níquel usados en el reformado seco de metanoSynthesis and characterization of magnetic nickel used in dry reforming of methane

Resumen

Catalizadores magnéticos de níquel soportados sobre sílice, sintetizados con los métodos de impregnación (MI) y coprecipitación (MCP) fueron caracterizados estructural y morfológicamente por las técnicas de Difracción por Rayos X (DRX), Análisis Termogravimétrico (TG-DTG) y Reducción a Temperatura Programada (TPR-H2) con la finalidad de establecer los cambios químicos producidos por los métodos de síntesis. La magnetización de los catalizadores obtenidos fue estudiada en función de la temperatura, mediante los ciclos de Zero Field Cooled (ZFC) y Field Cooled (FC) en un campo aplicado de 500 Oe y en función del campo magnético en un rango de ± 5 Tesla. Las pruebas catalíticas fueron realizadas con el fin de estudiar la influencia sobre la actividad y selectividad en la reacción de reformado seco de metano. Los resultados obtenidos sugieren que durante la descomposición de los catalizadores se forman óxidos estables de níquel y se proponen las reacciones químicas generales para la descomposición de los sólidos. Además, el método de impregnación favorece la formación de fases metálicas (NiO) superficiales de baja temperatura, mientras que con el método de coprecipitación el níquel interactúa fuertemente con la sílice para formar catalizadores de níquel del tipo silicatos reducibles a altas tempera-turas. En ambos casos, una parte del níquel forma una fase de temperatura intermedia posiblemente constituida por silicatos metálicos. Los productos de reacción fueron exclusivamente hidrógeno y monóxido de carbono con una relación molar H2/CO= 0,84.

Palabras clave: Catalizadores de níquel, magnetización, reformado seco de metano.

Abstract

Magnetic catalysts supported nickel on silica, synthesized by impregnation and coprecipitation methods were characterized structurally and morphologically by X-Ray Diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG-DTG), and temperature programmed reduction (TPR-H2). In order to establish the chemical changes produced by synthesis methods. The magnetization of catalysts obtained was studied as a function of temperature, through cycles of Zero Field Cooled (ZFC) and Field Cooled (FC) in an applied field of 500 Oe and depending on the magnetic field in a range ± 5 Tesla. The catalytic tests were conducted in order to study the influence on the activity and selectivity in the dry reforming reaction of methane. These results suggest from the catalysts decomposition get stable nickel oxides, and general chemical reactions proposed for the decomposition of solids. Further they indicate that the impregnation method favors the formation of surface metallic phases (NiO) at low temperature, while in the method of coprecipitation the nickel interacts strongly with the silica nanocomposites to form nickel silicate reducible at high temperatures. In both cases, a part of nickel forms a possible intermediate temperature phase consisting of metal silicates. The reaction products were exclusively hydrogen and carbon monoxide with a molar ratio H2/CO= 0,84.

Keywords: Nickel catalysts, magnetization, dry reforming of methane.