Ingeniería e Investigación (May 2006)
Catalizadores Fe/SiO2 para la oxidación selectiva de metano hasta formaldehido
Abstract
La oxidación selectiva de metano a formaldehido fue analizada con catalizadores de hierro soportados sobre sílice preparados por el método sol-gel, el cual permite obtener gran área superficial del soporte facilitando una alta dispersión del hierro sobre la matriz amorfa de la sílice. Se prepararon siete (7) catalizadores, uno de ellos correspondiente al soporte de sIlice, otros cinco (5) con cargas de hierro entre 0,1-0,5 % en peso. El catalizador No. 7 (0,5% Fe en peso) se prepara con control de pH neutro y resultó de características más homogéneas ya que no se presentaron especies aisladas de hierro, corroborado por análisis SEM y TEM. Las áreas BET mayores son del orden de 1 757 y 993 m2.g-1 para los catalizadores de 0,5% Fe, con porcentajes promedio del 36% de microporosidad y 43% de mesoporosidad. La difracción de rayos X confirma la estructura amorfa del catalizador. La actividad catalítica es realizada con el catalizador No. 7 a presión atmosférica en reactor de cuarzo, mezcla de reacción CH / 0 /N =7.5/1/4, intervalo de temperatura 400-750°C. Los productos de reacción son analizados por cromatografía 2 2 de gases con TCD. Los catalizadores heterogéneos presentan mayor conversión de metano pero con selectividad al metanol, mientras que el catalizador homogéneo No. 7 da mejores resultados en formaldehido. Para el catalizador 7, el porcentaje más alto de conversión (8,60 mol%) se presenta a 650°C. La selectividad al formaldehido está en 50 mol% entre 600-650°C y en este intervalo se encuentra el máximo rendimiento (0,31 g HCH0/kg catalizador),considerando así que la temperatura de operación es de 650°C.
