Comparación De Reactividad De Nanoparticulas De Ni Sintetizadas Mediante Emulsiones W/O Y Descomposición Térmica Del Precursor De Acetato, Empleando La Reacción De Craqueo Catalítico De Metano

XVII Encuentro Venezolano de Catálisis, Choroni, septiembre 2009.

COMPARACIÓN DE REACTIVIDAD DE NANOPARTICULAS DE Ni SINTETIZADAS MEDIANTE EMULSIONES W/O Y DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DEL PRECURSOR DE ACETATO, EMPLEANDO LA REACCIÓN DE CRAQUEO CATALÍTICO DE METANO.
Ismael Gonzáleza,*, Juan C. De Jesúsa, Caribay Urbinab
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Laboratorio de análisis de superficies, PDVSA-INTEVEP. Los Teques, 1201.Venezuela. Centro de Microscopía Electrónica “Mitsuo Ogura” Universidad Central de Venezuela,. Caracas,1040. *Tel. 58 212 3308651 Fax. 58 12 3307230 e-mail: gonzaleziz@pdvsa.com

Palabras Claves / Key words: Nanopartículas, Ni, craqueo de metano, emulsiones.

Resumen Se estudio la reactividad de dos sistemas de nanopartículas de Ni para la reacción de craqueo catalítico de metano. Lasnanopartículas fueron sintetizadas a través de dos vías diferentes, a saber, mediante la formación de una emulsión agua/aceite (w/o) y por descomposición térmica de acetato de níquel tetrahidratado, respectivamente. Para estudiar en tiempo real la reacción de craqueo catalítico, se empleó una termobalanza acoplada a un espectrómetro de masas cuadrupolar. Las nanopartículas preparadas vía seca comienzan acatalizar la descomposición del metano alrededor de 400 ºC, mientras que las partículas obtenidas vía emulsiones se hacen reactivas solamente a partir de 750 ºC. Los valores de la relación atómica C/Ni obtenidos al final de las experiencias indicaron que la reactividad promedio de ambos sistemas es bastante similar, a pesar de que se observó que las nanopartículas obtenidas vía emulsiónpresentaron inicialmente menor tamaño que las sintetizadas por el método de descomposición del precursor de acetato. Abstract In this work we report the reactivity of two Ni nanoparticle systems towards the catalytic cracking of methane. Two kinds of Ni nanoparticles were synthesized, using a W/O emulsion and by the thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate, respectively. Catalytic cracking wasfollowed by means of a thermogravimetric analyzer coupled to a mass quadrupole. Nanoparticles prepared by thermal decomposition of the acetate precursor promoted the catalytic cracking of methane at about 400 ºC, while nanoparticles obtained by emulsification showed a higher onset temperature (750 ºC). The atomic C/Ni ratios collected at the end of the experimental runs showed that the averagereactivity of both nanoparticle systems was comparable, despite the fact that the nanoparticles obtained by emulsification were initially smaller than the ones prepared by thermal decomposition of the acetate precursor.

INTRODUCCIÓN Las potenciales propiedades catalíticas de nanopartículas de metales de transición han generado gran interés en esta última década. Estas partículas metálicas, porser más grandes que átomos individuales y moléculas, pero más pequeñas que el respectivo sólido másico obedecen tanto a la química cuántica como a las leyes de la física clásica, lo que las hace presentar propiedades (eléctricas, químicas, magnéticas, etc.) que difieren marcadamente del material másico.[1-3] Un fenómeno responsable de estas diferencias, y en especial en lo que a propiedadescatalíticas se refiere es la alta dispersión alcanzable con estos sistemas nanocristalinos. Cuando el tamaño del cristal es reducido, el número de átomos en la superficie del cristal con relación al número de átomos en el interior del mismo aumenta drásticamente.[1,2] Esto se traduce en una superficie específica muy grande, lo cual implica que propiedades que usualmente son determinadas por la estructuramolecular del sólido cristalino, ahora vienen siendo dominadas por los defectos estructurales presentes mayoritariamente en la superficie. Otro aspecto importante es la estabilización, así como la importancia de preservar su estado finamente disperso durante la mayor cantidad de tiempo posible. Cuando la distancia interpartícula es corta, la fuerzas de van der Waals hacen que las partículas...