Estudio comparativo de actividad y selectividad en la Síntesis de Fischer-Tropsch utilizando catalizadores “semi-modelo” de nanopartículas de γ-Fe₂O₃ y CoFe₂O₄

Abstract

En el presente trabajo se estudió el efecto promotor del Co sobre el Fe en la Síntesis de Fischer-Tropsch (SFT) con un catalizador “semi-modelo” de nanopartículas de CoFe₂O₄ (de 6,3 ± 1,3 nm) soportadas sobre SBA-15 modificada (de 11,7 ± 2,3 nm de diámetro de poro), controlando el tamaño medio y el ancho de la distribución de la fase activa, de forma que estas variables no afecten la actividad y selectividad en la SFT. Para ello se impregnó el soporte con las nanopartículas, se lo activó y utilizó como catalizador en la SFT a 603 K y 21 atm de presión total. Los resultados catalíticos fueron luego comparados con aquellos alcanzados con un catalizador sin promover. Las muestras fueron caracterizadas por las técnicas de adsorción de N2, TEM, DLS-QELS y espectroscopía Mössbauer, entre otras. El sistema resultó activo en la reacción presentando una elevada producción de hidrocarburos, un valor de conversión del 55 % que se mantiene en el tiempo con una baja producción de metano (∼ 10 %). Los presentes resultados indican que esta metodología de síntesis permite obtener catalizadores “semi-modelo” para estudiar la influencia del Co en ausencia de efectos de “sensibilidad a la estructura”.

The promoter effect of Co on Fe in the Fischer-Tropsch synthesis (FTS) with a "semi-model" catalyst based on CCoFe₂O₄ nanoparticles (6.3 ±1.3 nm) supported on modified SBA-15 (11.7 ± 2.3 nm pore diameter) is studied in this work, controlling the average size and the width distribution of the active phase. In this way these variables do not affect the activity and selectivity in the FTS. For this purpose, the support was impregnated with nanoparticles, then activated and used as catalyst in the FTS at 603 K and 21 atm. The catalytic results were compared with those achieved with a catalyst without promoting. The samples were characterized by several techniques like N2 adsorption, TEM, DLS-QELS, and Mössbauer spectroscopy. The system was active in the reaction showing high hydrocarbon production, a conversion of 55 %, which remains constant in the reaction time with low methane production (~ 10 %). These results indicate that the synthesis methodology used allowed us to obtain "semi-model" catalysts in order to study the Co influence in the absence of "sensitivity to structure" effects.