Descripción

El Grupo de Diseño Molecular de Catalizadores Heterogéneos realiza investigación científica para resolver problemas tecnológicos actuales de alto impacto social. Desde este punto de vista, los problemas medioambientales, principalmente la eliminación catalítica de gases nocivos para la atmósfera y el tratamiento de aguas residuales, se abordan a través del diseño y desarrollo de catalizadores sólidos eficientes. Los conceptos de la química C1 se aplican a la obtención de compuestos químicos básicos, por ejemplo, hidrocarburos o gas de síntesis. La producción y el almacenamiento de hidrógeno se abordan con procesos libres de CO y la aplicación de reactores de membrana. La síntesis de compuestos químicos específicos (Química Fina) se realiza con catalizadores altamente selectivos, como en las reacciones de hidrogenación. Nuestros proyectos de producción a gran escala de nanotubos y grafenos de carbono puro pueden ser catalogados de aplicación tecnológica inmediata. En estos estudios se suele aplicar una gran variedad de técnicas y metodologías experimentales, entre las que destacan: técnicas espectroscópicas (Mössbauer, FTIR, XPS, XANES), análisis térmico (microcalorimetría, TG, TPR, TPD), técnicas analíticas (cromatografía de gases, espectrometría de masas), microscopía electrónica y difracción de rayos X. Finalmente, el estudio de los procesos superficiales y los mecanismos de reacción se lleva a cabo utilizando moléculas etiquetadas isotópicamente, por ejemplo, en un reactor de Análisis Temporal de Productos (TAP-2).

WEB site of the group: https://gdmch.csic.es/

Laboratorio de Química en Superficies

El laboratorio de Química en Superficies del grupo de Diseño Molecular de Catalizadores Heterogéneos (ICP-CSIC) dispone de un reactor de Temporal Analysis of Products (TAP-2) y de un microcalorímetro Tian-Calvet C80 con las características que se relacionan a continuación.

  • Reactor TAP: es una técnica de resolución temporal para la caracterización cinética precisa de reacciones gas-sólido en catálisis, adsorción y otras aplicaciones. A diferencia de los dispositivos cinéticos convencionales, el transporte de gas en el reactor TAP se produce a través de la difusión de Knudsen, un régimen de transporte especial en el que las moléculas chocan con las paredes del reactor y las superficies catalíticas, pero no entre sí. Así, las reacciones en fase gaseosa que pueden interferir con las interacciones gas-sólido de interés se eliminan por completo. En un experimento TAP, se inyectan pulsos de intensidad ultrabaja en el microrreactor en condiciones de vacío. Se pueden utilizar diferentes moléculas sonda para distinguir ciertas reacciones de ruptura/formación de enlaces y se pueden utilizar experimentos largos de pulsos para seguir gradualmente los cambios en la composición del material (oxidación/reducción/desactivación) y el impacto resultante en la cinética.
  • Microcalorímetro C80: El calorímetro está acoplado a un sistema volumétrico de vacío que permite el tratamiento de los catalizadores y la determinación de isotermas de adsorción y calores asociados. Se pueden utilizar diferentes gases para la identificación de la heterogeneidad energética superficial de los catalizadores metálicos o de la basicidad (acidez) superficial en óxidos metálicos.

El laboratorio ofrece dar apoyo a la investigación científica tanto interna (del ICP) como externa (de otros centros del CSIC, OPIs, universidades y empresas) mediante estas técnicas. Para la solicitud de servicio se deberá contactar con la persona responsable del laboratorio y se valorará la viabilidad de la medida. Las tarifas de los experimentos dada la diversidad y complejidad de estos serán acordadas para cada caso en particular.

Personal

Inmaculada Rodríguez Ramos – Jefe de Grupo

María Virtudes Morales Vargas – Personal

Conesa Alonso, José María – Personal

Jorge Moral Pombo – Personal

Projectos

«Catalysts for biocompounds hydrogenation with formic acid and for valorization of carbon dioxide»,  Financial Organization: Spanish AEI; Reference: PID2020-119160RB-C21; 2021-2024

«Biomass and CO2 valorisation to high value added chemicals», Financial Organization: H2020-MSCA-RISE-2020; Reference: 101008058 — BIOALL; 2021-2025

«Producción de hidrogeno a partir de ácido fórmico empleando calefacción magnética», Financial Organization: Spanish AEI; Reference: TED2021-130525A-I00; 2022-2024

Publicaciones

Patentes

  • A.B. Dongil de Pedro, I. Rodríguez Ramos, A. Morterra Canga. Método catalítico para la síntesis de furfuril alcohol a partir de furfural en fase gaseosa empleando ácido fórmico como fuente de hidrógeno. Patent: 202230850, Spain 2022. Holder entity: CSIC
  • A. Guerrero-Ruiz, Eva Castillejos, Belén Bachiller-Baeza, I. Rodríguez-Ramos, M. Fernández-García, A. Iglesias-Juez. Procedimiento de obtención de nanopartículas de Pd soportadas en materiales de carbono y aplicación de las mismas en hidrogenación selectiva de poliolefinas e hidrocarburos acetilénicos. Patent P201400992, Spain, 2014. Holder Entitiy: UNED-CSIC.
  • M. Fernández-García, A. Kubacka, I. Rodríguez-Ramos, E. Gallegos-Suarez, A. Guerrero-Ruiz. Catalizador sólido ternario para la reacción de reformado de glicerol; procedimiento de preparación y utilización. Patent P201331786, Spain, 2013. Holder entity: UNED-CSIC
  • M. Fernández García, I. Rodríguez Ramos, A. Kubacka. Catalizador de M-Cu-Ce para la reaccion de desplazamiento de gas de agua (WGS). Patent: P 201131893, Spain 2011. Holder entity: CSIC