Desarrollo de catalizadores para la síntesis de amoníaco basados en materiales de ftalocianina metálica – Ciencia y Tecnología de la Catálisis (RSC Publishing)

xmlns=»http://www.rsc.org/schema/rscart38Se han sintetizado catalizadores altamente eficientes y muy estables basados en hierro y/o cobalto para la reacción de síntesis de amoníaco mediante la pirólisis en un solo paso de precursores de ftalocianina metálica. La presencia de metales alcalinotérreos o alcalinos resulta esencial para acelerar la velocidad de reacción del proceso de síntesis de amoníaco. Cuando son promovidos por metales alcalinos, los catalizadores muestran un aumento de 3 veces en su rendimiento catalítico (a 400 °C y 0,1-7 MPa) en comparación con un catalizador comercial de referencia basado en hierro, ampliamente utilizado para el proceso Haber-Bosch. Las imágenes TEM revelan la estructura local de los catalizadores obtenidos tras la pirólisis del precursor de ftalocianina metálica, con nanopartículas metálicas (5-50 nm) confinadas en una matriz mesoporosa de carbono dopada con nitrógeno, donde los promotores de metales alcalinos se encuentran en la parte superior de las nanopartículas de hierro, pero también en el soporte de carbono. Por último, el análisis cinético muestra una menor energía de activación para el catalizador derivado de la ftalocianina de Fe (42 kJ mol-1) frente a los 70 kJ mol-1 registrados para el catalizador de referencia de hierro. Además, este análisis cinético sugiere que el paso determinante de la tasa se desplaza de la activación del nitrógeno a la formación de NHx, algo que sólo unos pocos catalizadores han conseguido.