Catalizadores de Cu soportados en arcillas pilareadas de Al en la Oxidación de Etanol

G AMAYA Y K SAPAG

Termas de Río Hondo, Santiago del Estero

Congreso; XIV Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica y UNSE

La presencia de vapores de algunos alcoholes como el etanol, en distintos efluentes industriales, constituye un importante problema a resolver. Una alternativa es la combustión catalítica, donde muchos metales se presentan activos, siendo el Cu uno de ellos, el que ha sido probado con diferentes soportes, en general ácidos. Las arcillas pilareadas con Al, constituyen un material con características ácidas probadas, por lo que puede ser considerado como un posible soporte de estos catalizadores, con el aliciente de ser de bajo costo. En este trabajo se presenta la utilización de una arcilla pilareada con aluminio como soporte de catalizadores de Cu, preparados a partir de diferentes sales precursoras, para la oxidación de etanol. La arcilla pilareada con Al, fue sintetizada a partir de un oligocatión de aluminio con una relación OH/Al=2, el que fue incorporado en una cantidad de 20 meq. Al/g de arcilla, siendo la arcilla base una bentonita nacional. Los catalizadores fueron preparados por el método de humedad incipiente, a partir de diferentes sales: CuCl 2.6H2O, Cu(NO3)2.3H2O y Cu(C2H3O2)2 y en diferentes proporciones. Todos los catalizadores, como el soporte fueron caracterizados por las técnicas usuales de área superficial, análisis químico, difracción de rayos X, IR-TF y análisis térmicos (TGA, DTA, TPR). Estos materiales fueron probados en la reacción de oxidación de etanol, en un reactor de lecho fijo, donde el etanol es mantenido a 0ºC y burbujeado en una corriente de oxigeno y analizado en un cromatógrafo de Gases con un detector de conductividad térmica. Por comparación, se prepararon catalizadores soportados sobre la arcilla natural (sin pilarear). Los resultados obtenidos son diversos, donde se muestran efectos de competencia entre acidez, fase oxidada de Cu y textura, características que varían según si el soporte es pilareado o no, y en la cantidad de metal incorporado. Esta competencia se evidencia en la conversión total de etanol. Las conversiones que se obtienen superan el 95% comenzando a temperaturas muy bajas, menores de 50ºC, lo que demuestra que estos catalizadores son buenos candidatos para esta reacción.2.6H2O, Cu(NO3)2.3H2O y Cu(C2H3O2)2 y en diferentes proporciones. Todos los catalizadores, como el soporte fueron caracterizados por las técnicas usuales de área superficial, análisis químico, difracción de rayos X, IR-TF y análisis térmicos (TGA, DTA, TPR). Estos materiales fueron probados en la reacción de oxidación de etanol, en un reactor de lecho fijo, donde el etanol es mantenido a 0ºC y burbujeado en una corriente de oxigeno y analizado en un cromatógrafo de Gases con un detector de conductividad térmica. Por comparación, se prepararon catalizadores soportados sobre la arcilla natural (sin pilarear). Los resultados obtenidos son diversos, donde se muestran efectos de competencia entre acidez, fase oxidada de Cu y textura, características que varían según si el soporte es pilareado o no, y en la cantidad de metal incorporado. Esta competencia se evidencia en la conversión total de etanol. Las conversiones que se obtienen superan el 95% comenzando a temperaturas muy bajas, menores de 50ºC, lo que demuestra que estos catalizadores son buenos candidatos para esta reacción.