Síntesis y caracterización de catalizadores de Cu-Ru-ZnO y WOx-Al2O3 para reacciones de producción y deshidratación de metanol

Abstract

Para el trabajo plasmado en esta tesis, se sintetizaron nanomateriales de Cu y Ru soportados en ZnO, cuya composición y características de cristalinidad y estructurales fueron confirmadas mediante técnicas como XRD con Refinamiento Rietveld y TEM de alta resolución. Los estudios revelaron que la incorporación de cobre y rutenio disminuyen el tamaño de cristal de la fase ZnO, y que la composición elemental se acerca a la nominal, corroborada mediante EDS y XPS. En términos catalíticos, se evaluó la capacidad de los nanomateriales para catalizar la hidrogenación de CO2 a metanol, mostrando que el ZnO puro proporcionó las mejores propiedades catalíticas en comparación con Cu/ZnO y Cu/Ru/ZnO, aunque este último alcanzó conversiones similares a diferentes temperaturas y presiones. Adicionalmente, se sintetizaron nanomateriales de óxidos de tungsteno soportados en alúmina, γ–δ–Al2O3, con densidades superficiales inferiores a 5 W nm−2, resultando en un recubrimiento submonocapa. Los materiales mostraron una estructura de fases gamma y delta en la alúmina, mientras que el tungsteno se presentó en forma amorfa y dispersa. La actividad catalítica de estos materiales, en la conversión de metanol a dimetiléter, aumentó con la incorporación de tungsteno, sugiriendo una correlación con la presencia de la especie W–O–Al. No obstante, el proceso de polimerización de los óxidos de tungsteno posterior a cargas metálicas mayores a 5 W nm−2 reduce la actividad, debido a la prevalencia de las especies W–O–W y a la cristalización del WO3, que obstruye los sitios activos y disminuye la acidez beneficiosa para la reacción.