Conversión directa de metano a compuestos oxigenados líquidos como metanol usando catalizadores de Cu-arcilla (2022)
RESUMEN : El gas natural, compuesto principalmente por metano (CH4), será un recurso energético fundamental en el periodo de transición de la actual economía energética basada en el petróleo a una sociedad de energías renovables. En la actualidad, el gas natural se utiliza como combustible para la generación de energía o el transporte y para la obtención de gas de síntesis, pero a menudo se limita a emitirse a la atmósfera sin ser utilizado. Es por esta razón, que la conversión directa del metano en derivados líquidos de alta densidad energética, como el metanol, supone un gran avance en la utilización del gas natural. El metanol (CH3OH) es una de las materias primas más importantes de la industria química, es obtenido por síntesis a partir de gas natural, como combinación de monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno. Sin embargo, este proceso conlleva un elevado gasto energético que podría reducirse si se emplea la conversión directa de metano a metanol, la cual es una de las rutas no convencionales más prometedoras y elaboradas hasta el momento. Por tal razón, en este trabajo se evalúan las propiedades catalíticas de catalizadores basados en arcillas naturales modificadas para la valorización del metano, por medio de la conversión directa a metanol. Para tal fin, se prepararon catalizadores de Cu-Fe sobre heteroestructuras porosas de arcilla (PCH) que se prepararon a partir de arcillas tipo montmorillonita, donde las especies activas fueron depositadas en la superficie por medio de la impregnación húmeda incipiente con sales de cobre y hierro. Estas muestras se caracterizaron por medio de difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS). Finalmente, se estudió la conversión directa de metano a metanol sobre los catalizadores preparados donde se observan satisfactorios rendimientos a metanol (8.4, 6.0 y 10.1 μmolCH3COH/mgcat para 0.5Cu/Fe-PCHSi-1, Cu/Fe-PCHSi-1 y 2Cu/Fe-PCHSi-1 respectivamente).