Nanopartículas ultrapequeñas de Cu/ZnO altamente dispersas soportadas en biocarbón como nuevo catalizador altamente eficiente para la hidrogenación de CO2 a metanol
Autores: Alireza Vali, Seyed; Moral-Vico, Javier; Sánchez, Antoni
Idioma: Inglés
Editor: Vijai Kumar Gupta
Año: 2025
Acceso abierto
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Consultas: 18
Citaciones: Biofuel Research Journal Vol. 12 Núm. 2
La síntesis de metanol mediante la hidrogenación de CO₂ es una vía clave para su producción. Una cantidad considerable de investigaciones se ha centrado en mejorar los catalizadores basados en Cu/ZnO para este proceso. En este estudio, se empleó biocarbón, un material poroso derivado de residuos renovables, como soporte para la inmovilización de nanopartículas de Cu/ZnO destinadas a la hidrogenación de CO₂ hacia metanol. El catalizador desarrollado mostró un rendimiento excepcional, con una productividad espacio-temporal (STY) de 496.5 mgMeOH gCu⁻¹ h⁻¹, una selectividad del 71% y una alta estabilidad (manteniendo la actividad catalítica durante más de 45 h). Estos valores superaron significativamente los del catalizador Cu/ZnO/Al₂O₃ (STY de 98.6 mgMeOH gCu⁻¹ h⁻¹, selectividad del 54% y pérdida de actividad catalítica después de 25 h) bajo las mismas condiciones de reacción (260 °C, 1 MPa). Las caracterizaciones estructurales revelaron que la mayor actividad catalítica y la mejora en la estabilidad de las nanopartículas de Cu/ZnO soportadas en biocarbón, en comparación con Cu/ZnO/Al₂O₃, se atribuyeron al enriquecimiento de los sitios interfaciales CuZn. Esto fue posible gracias a la dispersión altamente eficiente y a la formación de nanopartículas ultrasmall de Cu/ZnO sobre la superficie del biocarbón, junto con el papel del biocarbón en mejorar la adsorción y activación de H₂ y CO₂.
La síntesis de metanol mediante la hidrogenación de CO₂ es una vía clave para su producción. Una cantidad considerable de investigaciones se ha centrado en mejorar los catalizadores basados en Cu/ZnO para este proceso. En este estudio, se empleó biocarbón, un material poroso derivado de residuos renovables, como soporte para la inmovilización de nanopartículas de Cu/ZnO destinadas a la hidrogenación de CO₂ hacia metanol. El catalizador desarrollado mostró un rendimiento excepcional, con una productividad espacio-temporal (STY) de 496.5 mgMeOH gCu⁻¹ h⁻¹, una selectividad del 71% y una alta estabilidad (manteniendo la actividad catalítica durante más de 45 h). Estos valores superaron significativamente los del catalizador Cu/ZnO/Al₂O₃ (STY de 98.6 mgMeOH gCu⁻¹ h⁻¹, selectividad del 54% y pérdida de actividad catalítica después de 25 h) bajo las mismas condiciones de reacción (260 °C, 1 MPa). Las caracterizaciones estructurales revelaron que la mayor actividad catalítica y la mejora en la estabilidad de las nanopartículas de Cu/ZnO soportadas en biocarbón, en comparación con Cu/ZnO/Al₂O₃, se atribuyeron al enriquecimiento de los sitios interfaciales CuZn. Esto fue posible gracias a la dispersión altamente eficiente y a la formación de nanopartículas ultrasmall de Cu/ZnO sobre la superficie del biocarbón, junto con el papel del biocarbón en mejorar la adsorción y activación de H₂ y CO₂.