Hydrothermal synthesis and charaterization of cryptomelane and ni modified cryptomelane and their applications for co oxidation and methane dry reforming

  1. Pan, Huiyan
Dirigida por:
  1. Juan José Delgado Jaén Director
  2. Xiaowei Chen Directora

Universidad de defensa: Universidad de Cádiz

Fecha de defensa: 16 de mayo de 2019

Tribunal:
  1. Antonio Monzón Bescós Presidente/a
  2. José María Pintado Caña Secretario
  3. Alberto Marinas Aramendia Vocal
Departamento:
  1. Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica

Tipo: Tesis

Teseo: 591456 DIALNET

Resumen

Los óxidos de manganeso puros, así como los dopados, han atraído la atención de la comunidad de científica principalmente porque este metal de transición exhibe una gran variedad de estados de oxidación (+2, +3, +4, +6 y +7) y tiene una capacidad única para pasar de uno a otro. En este sentido, el criptomelano, que es un tamiz molecular octaédrico de óxido de manganeso, es un material muy atractivo en procesos catalíticos de oxidación debido a la coexistencia de Mn3+ y Mn4+ en su estructura y a la presencia de canales parcialmente ocupados con K+. Existe en la literatura numerosos métodos de preparación para obtener criptomelano, aunque la mayoría de ellos son difíciles de escalar y no permiten modular sus propiedades. El objetivo de esta Tesis Doctoral es doble. En primer lugar, se abordó el desarrollo de nuevas rutas sintéticas hidrotermales para obtener criptomelano puro y catalizadores de óxido de manganeso modificados con Ni. Se ha realizado un significativo esfuerzo para comprender cómo las condiciones de síntesis afectan a la composición, así como a las propiedades redox, texturales y estructurales de las muestras obtenidas. Parte del trabajo se centró en evaluar el efecto de la cantidad de potasio incorporado en la estructura del cryptomelane sobre sus propiedades redox. En segundo lugar, se estudió el empleo de estas muestras en la oxidación de CO y el reformado seco de metano. Dicho trabajo ha permitido correlacionar las propiedades fisicoquímicas de las muestras estudiadas con sus propiedades catalíticas. Esta Tesis Doctoral pretende contribuir al estudio de cómo las condiciones de reacción afectan a las muestras ensayadas. De gran interés resultó el estudio del estado de oxidación de los cationes de manganeso en condiciones de reacción para lo cual se empleó la espectrosopía de absorción de rayos X. Esta información fue crucial para comprender la desactivación observada en la muestra y determinar las condiciones óptimas de operación y el tratamiento de regeneración. Además, se han llevado a cabo pruebas catalíticas que utilizan oxígeno marcado isotópicamente para comprender el mecanismo de reacción.