Modelado de la producción de ácido fórmico utilizando estrategias de reducción de trialquilamina sin disolventes

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ingeniería Química
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La hidrogenación directa del dióxido de carbono (CO2) en ácido fórmico es un proceso clave para la utilización del CO2.
• La trietilamina se investiga como una base de extracción potencial en sistemas sin disolventes.
• La comprensión de los mecanismos de reacción a nivel de los poros es crucial para el diseño de catalizadores y procesos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el rendimiento de la trietilamina como base de extracción en la hidrogenación directa del CO2 a ácido fórmico.
• Aclarar el papel de la naturaleza bifásica de los sistemas de ácido fórmico-trialquilamina dentro de los poros del catalizador.
• Desarrollar y validar un modelo para el estudio de la dinámica de las reacciones a nivel de poros.

Principales métodos:

• Los experimentos con lotes alimentados sin disolvente se llevaron a cabo a presiones elevadas.
• El oro sobre el dióxido de titanio (Au/TiO2) se utilizó como catalizador.
• Se desarrolló y validó un modelo continuo basado en la descomposición espinodal de Cahn-Hilliard.

Principales resultados:

• No se detectó ácido fórmico en la fase líquida a granel después de tiempos de reacción prolongados.
• Se observó una acumulación significativa de ácido fórmico dentro de los poros del catalizador gastado.
• La naturaleza bifásica del sistema terciario de alquilamina y ácido fórmico fue identificada como crítica.

Conclusiones:

• El rendimiento de la trietilamina como base de extracción está limitado por la naturaleza bifásica del sistema.
• La acumulación de ácido fórmico dentro de los poros del catalizador dificulta la formación de productos a granel.
• Se requieren disolventes adicionales para garantizar la solubilidad completa y mejorar la eficiencia de la reacción.