Diseño de catalizadores de níquel de alto desempeño Para la reacción de metano con CO2 | Design of high performance nickel catalysts for methane reaction with CO2

Resumen

En este trabajo, se sintetizaron nuevos materiales catalíticos basados en perovskitas de lantano dopadas con Mn LaNi_1-xMn_xO₃ mediante el método de resina de sol-gel con el objetivo de obtener nanocatalizadores de alto rendimiento para la reacción de reformación seca de metano y tratar de comprender las interacciones entre las nanopartículas de Ni⁰-metálico y los óxidos La₂O₂CO₃-MnO-Mn₂O₃ formados in situ durante la reacción. Estos materiales sintetizados LaNi_1-xMn_xO₃ tienen alto potencial para la reacción de reformado en seco, debido a las altas conversiones de CH₄ y CO₂ obtenidas y a la alta selectividad hacia gas de síntesis, sin formación de coque sobre la superficie catalítica. El manganeso, como agente dopante, evita la sinterización de la fase activa Ni⁰-metálica debido a la producción de óxidos mixtos MnO_x o MnO/Mn₂O₃ cuya capacidad de almacenar y liberar oxígeno promueven la eliminación continua de depósitos carbonosos y proporcionar sitios de adsorción eficaces para la activación del CO₂ durante la reacción.

Palabras clave: Reformado seco de metano, gas de síntesis, estructura tipo perovskita, método sol-gel, Ni⁰-nanopartículas.

ABSTRACT

In this paper, new catalytic materials based on Mn-doped lanthanum perovskites LaNi_1-xMn_xO₃ were synthesized by the sol-gel resin method with the aim of obtaining high performance nanocatalysts for the dry reformation reaction and shed some light on the interactions between Ni⁰-metallic nanoparticles and the La₂O₂CO₃-MnO-Mn₂O₃ oxides formed in situ during the reaction. These synthesized LaNi_1-xMn_xO₃ materials have high potential for the dry reforming reaction, due to the high CH₄ and CO₂ conversions obtained and the high selectivity towards synthesis gas, without coke formation on the catalytic surface. Manganese, as a dopant agent, prevents sintering of Ni⁰-metallic active phase due to producing MnO_x or MnO/Mn₂O₃ mixed oxides, with the ability to store and release oxygen that promote the continuous removal of carbonaceous deposits and provide effective adsorption sites for the activate CO₂ during the reaction.

Key words: Dry reforming of methane, syngas, perovskite-type structure, sol-gel method, Ni⁰-nanoparticles.