Dependiente de la forma CO2 Hidrogenación al metanol sobre Cu2 Nanocubos soportados en ZnO

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La hidrogenación de CO2 al metanol es crucial para la energía sostenible.
• Los catalizadores Cu/ZnO son sensibles a la estructura y la composición de la superficie.
• Comprender la evolución previa al catalizador es clave para optimizar los sitios activos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la forma del precatalizador (cúbico frente a esférico) en la actividad y la selectividad del catalizador Cu/ZnO en la síntesis de metanol.
• Determinar cómo la estructura del precatalizador influye en la evolución del catalizador en condiciones de reacción.

Principales métodos:

• Se utilizó una combinación de microscopía ex situ, in situ y operando, espectroscopia y difracción.
• Se emplearon cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para la racionalización.

Principales resultados:

• Se han observado cambios morfológicos y de composición significativos en los precatalizadores en condiciones de reacción.
• Las partículas cúbicas de Cu mostraron una mayor actividad de producción de metanol pero una selectividad ligeramente menor en comparación con las partículas esféricas.
• La forma cúbica inicial condujo al redondeo y a la pérdida parcial de (100) facetas, aunque persistieron dominios más pequeños.

Conclusiones:

• La forma del precatalizador influye significativamente en la transformación de los catalizadores Cu/ZnO durante la hidrogenación con CO2.
• Las nanopartículas cúbicas Cu ofrecen una actividad mejorada para la síntesis de metanol, con una selectividad dependiente de la forma observada.
• El diseño del catalizador teniendo en cuenta la morfología pre-catalizador es vital para optimizar la producción de metanol.