In-situ and operando infrared spectroscopy study on SiO2-supported inverse ZrO2/Cu catalysts for CO2 hydrogenation to methanol
Palavras-chave:
hidrogenação de CO2, ZrO2/Cu, espectroscopia in-situ, modulação excitaçãoResumo
Esta contribuição trás dados de testes catalíticos em alta pressão e experimentos de espectroscopia no infravermelho in-situ e operando de catalisadores inversos ZrO2/Cu supportados em SiO2 para a hidrogenação de CO2 a metanol. A razão Zr/Cu ótima para a produção de metanol encontrada é de 0,5, alcançando seletividade de 35%. DRIFTS in-situ mostrou que o principal mecanismo é a rota do formiato. Experimentos de Modulação Excitação com Detecção Sensitiva de Fases revelaram que metóxido e formiato ligados à Zr e Cu são intermediários na síntese de metanol, confirmando que o Cu tem o papel de formar compostos intermediários, além de ativar o H2. O aumento da carga de Zr para 20% causou maior exposição da SiO2, formando metóxido inativo ligado à silica, inibindo a produção de metanol. Essas descobertas são corroboradas pelas caracterizações por DRX e TPR-N2O, mostrand o Cu altamente disperso na superfície do suporte. Experimentos de FTIR operando em alta pressão sugerem modificação nas propriedades eletrônicas do Cu e Zr, resultando na presença de novas espécies superficiais, tendo algumas delas como o CO3-Cu possivelmente contribuído para a síntese de metanol.
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