Síntesis y caracterización de óxidos metálicos mixtos obtenidos a partir de compuestos tipo hidrotalcitas y su aplicación en reacciones orgánicas

A. HEREDIA

Jornada; Primeras Jornadas de intercambio y difusión de los resultados de investigaciones de los doctorandos en ingeniería; 2010

En los últimos años, el interés por la catálisis heterogénea básica ha ido en aumento, debido a que son muchas las reacciones de interés industrial tales como condensaciones, isomerizaciones, oligomerizaciones, alquilaciones, ciclaciones, deshidrogenaciones, etc. En tales reacciones actualmente se utilizan bases líquidas. Con el propósito de reemplazar dichos líquidos se sintetizaron sólidos básicos tales como: arcillas aniónicas y óxidos metálicos mixtos con precursores tipo hidrotalcita. Dichos compuestos fueron utilizados como función activa en reacciones de deshidrogenación de etilbenceno y condensación de citral. Los cationes utilizados en la síntesis fueron Mg+2, Zn+2, Fe+3, Al+3 y Li+1, se variaron parámetros de síntesis, como temperatura y presión de envejecimiento, obteniendo, de ésta manera, distintas estructuras. Por tratamiento térmico de los precursores en atmósfera de aire se producen óxidos mixtos.  La caracterización fisicoquímica se realizó por DRX, XPS, SEM, TGA-DSC, UV-vis-DRS, BET y propiedades magnéticas. Las reacciones de actividad catalítica se llevaron a cabo en un reactor de lecho fijo a una temperatura de 550 °C y presión atmosférica, utilizando 0.1 g de catalizador. El gas portador utilizado en una primera etapa fue N2, luego se seleccionó el catalizador más activo y se estudió su comportamiento frente al CO2. La reacción de condensación se llevo a cabo en un reactor batch a 70 °C con una relación molar de acetona/citral de 5 y un 5% en peso de catalizador. Los productos de la reacción se analizaron por cromatografía gaseosa utilizando un cromatógrafo HP 5890 con detector FID y columna tipo capilar (crosslinked methyl–silicone gum, 30 m x 0.53 mm x 2.65 mm de espesor de film). En la tabla 1 se muestran los resultados de composición y actividad catalítica de los óxidos mixtos de Mg, Al, Zn, Fe en la reacción de deshidrogenación con N2, los subíndices indican el porcentaje de Zn en las muestras.