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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/980| Propiedades catalíticas del sistema Co(x)/Fe(y)/HMS para la síntesis de Fischer-Tropsch Catalytic properties of Co(x)/Fe(y)/HMS system on Fischer-Tropsch synthesis | |
| María de Jesús Martínez Carreón | |
| Trino Armando Zepeda Partida | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Catalizadores Fe-Co,HMS,Proceso Fischer-Tropsch | |
| En este trabajo se sintetizó material HMS (sílice hexagonal mesoporosa) como soporte para la preparación de catalizadores monometálicos y bimetálicos a base de Co y Fe. Los catalizadores fueron evaluados en la reacción de Fischer-Tropsch (FT) a 1, 5, 10 y 20 bares de presión, en un reactor de lecho empacado y de flujo dinámico a una temperatura de reacción de 220°C. Se estudió el efecto de la carga metálica de los catalizadores monometálicos (Co<sub>x</sub>/HMS y Fe<sub>y</sub>/HMS), así como la composición de los componentes activos en los catalizadores bimetálicos (Co<sub>x</sub>Fe<sub>y</sub>/HMS). Los soportes y catalizadores se caracterizaron por adsorcióndesorción de nitrógeno (S<sub>BET</sub>), difracción de rayos-X (XRD), espectroscopía de reflectancia difusa en la región UV-Vis (UV-Vis DRS), espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FT-IR), reducción a temperatura programada (TPR), microscopía electrónica de transmisión (MET), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía de dispersión de energía (EDS) y espectrometría de masas con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS). Los catalizadores monometálicos a base de Fe exhibieron mejor conversión de CO en la reacción de FT, en comparación con los de Co. Independientemente de la naturaleza del metal activo (Co o Fe), las cadenas de hidrocarburos obtenidas dependen del contenido metálico. Cuando se incrementó el contenido metálico, el rendimiento de los productos se desplazó hacia hidrocarburos de mayor peso molecular (fracción de C<sub>11</sub>-C<sub>18</sub> y C<sub>19+</sub>). Además, se observó que el rendimiento se ve influenciado por la presión de operación dada la formación de cadenas de hidrocarburos más pesados con el incremento de la presión. En el caso de los catalizadores bimetálicos, estos mostraron una conversión mayor de CO, en comparación con los catalizadores monometálicos. El catalizador bimetálico Co<sub>09</sub>Fe<sub>05</sub>/HMS (9 y 5 % en peso de Co y Fe, respectivamente), mostró alto rendimiento hacia la síntesis de hidrocarburos ligeros tipo gasolinas (alrededor del 50% de rendimiento de cadenas C<sub>5</sub>-C<sub>10</sub>), mientras que catalizador Co<sub>03</sub>Fe<sub>05</sub>/HMS (9 y 5 % en peso de Co y Fe, respectivamente), presentó un rendimiento alrededor del 55% hacia hidrocarburos de cadenas C<sub>11</sub>-C<sub>18</sub>. En general, se puede concluir que el rendimiento se ve influenciado por la naturaleza del metal activo, la presión de reacción, así como la composición de los catalizadores bimetálicos. Cobalt and iron monometallic and bimetallic catalysts supported on hexagonal mesoporous silica (HMS) were synthesized and studied. Support and catalysts were prepared by sol-gel and by incipient wetness impregnation respectively, varying the metallic content to study their effect. Characterization techniques used in this work were N<sub>2</sub> adsorption–desorption isotherms (S<sub>BET</sub>), X-ray diffraction (XRD), UV-Visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), temperature programmed reduction (TPR), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS). To evaluate their performances, Fischer-Tropsch (FT) synthesis was carried out at 1, 5, 10 and 20 bars of pressure in a fluidized packed bed reactor, at a fixed temperature of 220 ºC. Fe monometallic catalysts presented greater CO conversion values than Co monometallic catalysts. The chain length of products depended on pressure and on metallic content regardless of the type of metal (Fe or Co). Either an increment on metallic content or on pressure –or both-- shifted the production to long chain hydrocarbons (C<sub>11</sub>-C<sub>18</sub> and C<sub>19+</sub>). Compared to monometallic catalysts, bimetallic catalysts showed greater CO conversion values. The Co<sub>09</sub>Fe<sub>05</sub>/HMS (9% and 5% by weight of Co and Fe, respectively) catalyst, presented high performance in the production of short chain (gasoline-like) hydrocarbons, while the Co<sub>03</sub>Fe<sub>05</sub>/HMS (3% and 5% by weight of Co and Fe, respectively) catalyst promoted preferably the production of long chain hydrocarbons (C<sub>11</sub>-C<sub>18</sub>). In general, CO conversion performance depends to the reaction pressure, the kind of active metal of the catalyst, and metallic composition in bimetallic catalysts. | |
| CICESE | |
| 2012 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Martínez Carreón, M.J.2012.Propiedades catalíticas del sistema Co(x)/Fe(y)/HMS para la síntesis de Fischer-Tropsch.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.78 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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