El pasado, el presente y el futuro de la catálisis heterogénea

1. El hidrógeno como fuente de energía del futuro

1.1. Reacción de desplazamiento agua-gas (WGS)

1.1.1. WGS se ha renovado recientemente debido a la importancia de dichos catalizadores en las aplicaciones de celdas de combustible PEM

1.1.2. El papel esencial de la reacción WGS industrial es aumentar la producción de hidrógeno para los hidroprocesos de refinería, el almacenamiento a granel y la redistribución.

1.2. Producción de hidrógeno mediante reformado con vapor de etanol

1.2.1. El etanol es un excelente candidato para la producción de hidrógeno

1.2.2. es generar una gran cantidad de hidrógeno y dióxido de carbono rompiendo la molécula de etanol

1.3. División del agua como fuente de hidrógeno

1.3.1. El hidrógeno puro puede ser el destino final en la evolución del uso de combustible del carbón al petróleo y al gas natural

1.3.2. Debido a su alta capacidad energética y su compatibilidad con el medio ambiente

2. Desafíos para las refinerías

2.1. la síntesis de componentes de combustibles limpios

2.1.1. Síntesis de Fischer-Tropsch (FT)

2.1.1.1. proceso catalítico heterogéneo para la producción de combustibles de hidrocarburos limpio

2.1.2. Hidrodesulfuración (HDS) y craqueo catalítico fluido (FCC)

2.1.2.1. en la industria para eliminar estas impurezas

2.1.2.1.1. Los compuestos de azufre en las fracciones de petróleo incluyen sulfuros

3. Fotocatálisis

3.1. cambio en la velocidad de una reacción química bajo la acción de la luz en presencia de fotocatalizadores que absorben cuantos de luz

3.2. El fotocatalizador se define como un sólido que funciona mediante la transferencia de electrones

3.3. aplicacipnes: la oxidación fotocatalítica y la reducción de compuestos orgánicos en el agua se han vuelto importantes

4. Catalizadores

4.1. sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin modificar el cambio de energía de Gibbs estándar general en la reacción

4.1.1. diseño personalizado de materiales catalíticos con las estructuras deseadas y la dispersión deseada de sitios activos

4.1.1.1. zeolitas

4.1.1.1.1. son aluminosilicatos cristalinos inorgánicos cuyas estructuras consisten en una disposición tridimensional de TO4 tetraedros

4.1.1.2. Arcillas de capas intermedias pilares (PILC)

4.1.1.2.1. Las arcillas con pilares entre capas (PILC) se han estudiado desde finales de la década de 1970 como materiales microporosos

4.1.1.3. Hidróxidos dobles estratificados (LDH)

4.1.1.3.1. también conocidos como compuestos similares a hidrotalcita, son compuestos lamelares iónicos que consisten en láminas de hidróxido cargadas positivamente

4.1.1.4. Marcos orgánicos metálicos (MOF)

4.1.1.4.1. descubiertos hace aproximadamente 40 años por científicos de polímeros

4.2. el catalizador no influye en la composición del equilibrio termodinámico después del cese de la reacción

4.2.1. Materiales de carbono

4.2.1.1. Los nanotubos de carbono (CNT) constituyen otra clase de materiales porosos

4.2.1.1.1. tienen propiedades electrónicas, mecánicas, catalíticas, de adsorción y de transporte muy singulares

4.2.2. Materiales mesoporosos

4.2.2.1. tipo sílice se han sintetizado en los años posteriores a los trabajos pioneros de los investigadores de Mobil sobre la familia M41S (MCM-41, MCM-48, MCM-50)

4.2.2.1.1. se sintetizan utilizando tensioactivos como agentes directores de estructura

4.2.3. Sistemas catalíticos heterogéneos versátiles

4.2.3.1. La combinación de efectos de confinamiento y sinergia

4.2.3.1.1. una forma prometedora de sintetizar sistemas catalíticos heterogéneos eficientes y versátiles.

5. Recursos energéticos

5.1. El caso del aceite

5.1.1. Es difícil evaluar las reservas exactas de petróleo

5.1.1.1. Las reservas actuales corresponden a aproximadamente 1000 Gbarrels, por lo tanto, aproximadamente 35 años

5.2. Perspectivas con el gas natural (GN)

5.2.1. constituye la mayor reserva de recursos fósiles

5.2.1.1. Se estima que las reservas actuales alcancen las 175-200 Tm.3

5.2.1.1.1. se puede utilizar como fuente de energía (en centrales eléctricas o como fuente de calefacción)

5.3. Biomasa como fuente de materias primas y energía del futuro

5.3.1. todos los productos de las plantas

5.3.1.1. El origen de la biomasa a partir de CO2y es bien conocido el agua bajo fotones solares y clorofila para producir bloques de azúcar en el origen de la celulosa, hemicelulosa, lignina, etc.

6. Química verde: selectividad en catálisis

6.1. basada en los 12 principios de la química verde

6.2. incluyendo la economía atómica, el uso de catalizadores reutilizables y la minimización de residuos

6.3. existe un interés creciente en el desarrollo de materiales novedosos que se puedan aplicar como catalizadores heterogéneos para procesos químicos

6.4. Los procesos que utilizan estos nuevos compuestos, como las zeolitas, tienen factores E muy altos, un parámetro cuantitativo

6.5. González Pérez Héctor Salvador