INCAPE   05401
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CATALISIS Y PETROQUIMICA "ING. JOSE MIGUEL PARERA"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Catalizadores de Cobalto soportado en Materiales Composites: Obtención y su aplicación en Química Fina
Autor/es:
C. MIRANDA; J. BADANO; F. COLOMA-PASCUAL; M. QUIROGA; A. RAMIREZ; C. LEDERHOS
Lugar:
Santiago de Cali
Reunión:
Simposio; IX Simposio Colombiano de Catálisis; 2015
Resumen:
La hidrogenación selectiva de dobles y triples enlaces carbono?carbono es una de las reacciones fundamentales para la síntesis de productos de Química fina y de la industria química en general. Una importante cantidad de procesos y aplicaciones en diferentes industrias se basan en hidrogenaciones catalíticas de hidrocarburos insaturados por vía heterogénea. La preparación de soportes inorgánicos utilizados en la elaboración de catalizadores metálicos soportados, constituyen procesos largos y utilizan altas temperaturas, con lo que hacen que la estructuración final se convierta en un inconveniente, sin contar con el hecho que de sus propiedades mecánicas dependa su aplicación, es decir deben ser lo suficientemente resistentes para ser empleados en la industria. Los materiales composites, tienen la ventaja de ser muy resistentes, con lo que su empleo como soporte podría incrementar las ventajas de los catalizadores estructurados. Por estas razones, el objetivo del presente trabajo, es depositar cobalto sobre estos materiales composites, para la obtención de catalizadores tipo egg-shell y posteriormente, evaluarlos en la reacción de hidrogenación selectiva de 1-heptino a 1-hepteno.Los materiales composites son preparados a partir de una fase inorgánica (hidrofílica) constituida por alúmina (--Al2O3 CK-300, SBET: 180 m2g-1), y otra orgánica (hidrofóbica) formada por la mezcla de monómeros (bisfenol A glicerolato dimetacrilato [BGMA], trietilenglicol dimetacrilato [TEGDMA] y diuretano dimetacrilato [UDMA]) y un iniciador de polimerización (peróxido de benzoílo). Luego de homogenización y tratamiento de temperatura, las mezclas son extrudadas y colocadas en estufa a 373 K 1 h para obtener materiales rígidos, que serán los soportes denominados: BTAl y UTAl. Sobre dichos materiales y por el método de impregnación por humedad incipiente, se deposita una solución de CoCl2 en concentraciones finales en el catalizador de 1 % m/m Co. Los catalizadores son secados y reducidos en H2 a 503 K durante 1 h. También fue preparado un catalizador de Co/Al2O3 usando el mismo método de preparación y bajo los mismos tratamientos térmicos, a modo de comparación. Los catalizadores fueron caracterizados por ICP, XPS, y morfológicamente por: SEM, EDS y Microscopía Óptica. Los catalizadores (Co/UTAl, Co/BTAl y Co/Al2O3) son evaluados en la reacción de hidrogenación selectiva de 1-heptino a 1-hepteno, en un reactor semicontinuo tanque agitado a 800 rpm, 303 K, 150 kPa de presión de H2 y usando 0,3 g de catalizador. Como alimentación se utilizaron 75 mL de una solución al 2 % (v/v) de 1-heptino en tolueno. Reactivos y productos fueron analizados por GC con detector FID y columna capilar. No se pudo analizar dispersión, ya que son catalizadores egg-shell y el metal Co no quimisorbe H2. Por XPS se pudo detectar los tres catalizadores presentan especies electrodeficientes sobre la superficie de Co: Co2+ (BE781,4 eV). Sin embargo, Co/UTAl presenta además especies superficiales de Co° (BE778 eV), siendo su relación atómica superficial Co2+/Co°: 2.85 y una mayor relación atómica superficial de Cl/Co (1,03), respeto del resto de catalizadores.Los catalizadores obtenidos presentaron selectividades a 1-hepteno muy elevadas y relativamente similares (85-95%). Los catalizadores soportados sobre los nuevos materiales composites resultaron ser más activos con conversiones totales de: Co/UTAl (XT42%), Co/BTAl (XT29%) y Co/Al2O3 (XT6%). El Co soportado presenta valores muy bajos en este tipo de reacciones, como los que presenta Co/Al2O3 (XT6%).Sin embargo, estos nuevos materiales composites lograron mejorar el comportamiento catalítico de este metal en dicha reacción. Las diferencias encontradas entre Co/UTAl y Co/BTAl, pueden ser atribuidas a la presencia de Co° y mayor contenido de Cl superficial sobre el primer catalizador, lo que mejora las interacciones entre sustrato y especies superficiales.