CATALIZADORES BASADOS EN NixFe1-xO4 PARA LA DESHIDROGENACIÓN OXIDATIVA DEL ETANO A ETILENO

Abstract

Se prepararon catalizadores basados en óxidos mixtos de NixFe1-xO4 (x=0,5 a 0,9) por coprecipitación para la deshidrogenación oxidativa (ODH) del etano y se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), sorción de N2 (método BET), reducción a temperatura programada (TPR) y espectroscopia láser Raman (LRS). La reacción deshidrogenación oxidativa (ODH) del etano se realizó en un reactor de lecho fijo para una relación constante W/F de 0,48 g.s/mL. La sustitución parcial del Ni+2 por Fe+3 en la red produjo la formación de espinelas, como se observó por el análisis XRD y que condujo a un aumento apreciable de la superficie específica, menor tamaño de poro y de la cristalita, respecto a las muestras simples (NiO y Fe2O3). La selectividad a etileno mejoró sustancialmente en el rango de temperaturas de 250 a 400ºC, considerando que etileno y CO2 fueron los productos finales. La máxima selectividad a etileno fue de 84% que se obtuvo con la muestra Ni0.8Fe0.2O4 a 300 ºC como consecuencia de una acción conjunta de la mayor superficie respecto a la correspondiente a los óxidos simples, la tendencia de disminuir su temperatura de reducción al aumentar la composición de Ni en las muestras mixtas y la presencia de especies espinelas en las estructuras cristalinas, cuya detección fue confirmada por los espectros Raman.

Nickel oxide-based catalysts for ethane oxidative dehydrogenation: a review

“…Schuurman et al [23] also showed that the ethylene oxidation activity of NiO is lower than its ethane oxidation activity, thus explaining its interesting catalytic behavior in ethane ODH and demonstrating the potential of NiO-based systems in this reaction. A high number of studies focusing on ethane ODH over both unsupported and supported [41][42][43][44][53][54][55][56][57][58][59][60][61][62][63][64] NiO-based catalysts have been published till date and is discussed in detail below.…”

“…The ability of iron to easily change its oxidation state (Fe 2+ ↔ Fe 3+ ), the acidic character of Fe 3+ as well as its similar radius compared to nickel, makes it a good candidate for creating a Ni-Fe mixed oxide. Hurtado Cotillo et al [43] used Fe as a dopant for NiO with good results: in the ODH reaction the catalysts with 10 and 20 at.% Fe have emerged as the best ones. The Ni-Fe-O with 20 at.% Fe exhibits a selectivity of 84% with 7% conversion at 300 °C.…”