Catalizadores estructurados de base carbonosa para la producción de metanol mediante hidrogenación de CO2.

Abstract

El metanol es un compuesto químico de gran interés, que se considera una molécula plataforma, para la obtención de compuestos de alto valor añadido y un vector de hidrógeno. El metanol se puede obtener por hidrogenación de CO2 con catalizadores de Cu/Zn. Para hacer aumentar la sostenibilidad del proceso, se propone el uso de fibras de base carbonosa obtenidas a través de un subproducto de la industria papelera, la lignina, como soporte catalítico. En este trabajo, se estudió el efecto del método de carga de la fase activa en el comportamiento catalítico. Para la preparación del catalizador se empleó una disolución de lignina en etanol dando lugar a las fibras electrohiladas. Tras su estabilización en aire a 200 oC y su posterior carbonización a 900 oC, se usaron como soporte catalítico, añadiéndose las correspondientes fases activas de Cu/ZnO en una relación másica 3/2. Para ello, se emplearon como técnicas de carga la impregnación con humedad en exceso y la electrodeposición. Posterior a su incorporación, se realizó un tratamiento térmico en atmósfera de N2 a 400 oC para descomponer la sal. Los catalizadores resultantes fueron evaluados en la reacción de hidrogenación de CO2 en un reactor de lecho fijo a presión de 30 bar, con una relación H2/CO2 de 3/1, un flujo volumétrico de 75 mL/min, en el que se varió la temperatura entre 220 y 340 oC. El catalizador preparado por impregnación húmeda presentó una conversión de CO2 creciente con el aumento de la temperatura, alcanzándose el máximo de conversión (11 %) a 340 C (Fig 1), manteniendo una selectividad 100 % a metanol durante todo el tiempo de reacción, resultados comparables con los obtenidos por electrodeposición.