Mecanismo de Síntesis de Metanol por Hidrogenación de CO2 sobre Paladio/Galia: Un Estudio FT-IR In-Situ

S.E. COLLINS, M.A. BALTANÁS, A.L. BONIVARDI

Villa Giardino, Córdoba, Argentina

Congreso; XIII Jornadas Argentinas de Catálisis y 2° Congreso MERCOSUR de Catálisis; 2003

Comité Nacional de Catálisis (CONACA)

Se empleó espectroscopía FT-IR in situ para estudiar la adsorción de CO2 y la reacción entre H2 y CO2 ambos a temperatura programada sobre catalizadores de paladio soportado sobre dos tipos de óxidos de galio(III): una mezcla de polimorfos de Ga2O3 (fases a y b) y GaOOH (Ga2-xO3-xHx); y el polymorfo monoclínico b-Ga2O3. Las principales especies formadas sobre la superficie de ambos óxidos de galio limpios luego de adsorber CO2 (760 Torr) a 323 K fueron  bicarbonato (HCO3-) y carbonatos bidentado (b-CO3=) y polidentado (p-CO3=). En los experimentos de reacción a temperatura programada sobre Ga2O3 limpio, las especies carbonatos fueron hidrogenadas secuencialmente a especies formiato (m-HCOO, b-HCOO) y a especies metoxi (CH3O) luego de que ocurriera la quimisorción disociativa de H2 en GaxO (T > 500 K). Se sugiere un mecanismo de hidrogenación de CO2 a metanol similar al anterior sobre los catalizadores de Pd/galia, si bien las especies hidrogenadas comenzaron a producirse a partir de 323 K. Se postula que el spillover de hidrógeno desde paladio metálico es el responsable de la hidrogenación de los intermediarios carbonaceos desde tan bajas temperaturas. Luego de considerar resultados previos sobre catalizadores de Ga-Pd/SiO2, se sugiere un mecanismo más abarcativo para la síntesis de metanol desde CO2 e H2 sobre el sistema Pd-Ga. Por último, se observó la producción de COg via la reacción reversa de gas de agua sobre ambos catalizadores de Pd/galia.