Desarrollo de catalizadores de metales nobles soportados para hidrogenaciones selectivas en química fina

Abstract

Se realizó un estudio de catalizadores mono y bimetálicos soportados sobre materiales carbonosos no activados con diferentes formatos estructurales, granular y nanotubos, para la hidrogenación quimioselectiva de citral. Se estudió el efecto de los tratamientos oxidativos y térmicos sobre la química superficial de los soportes. Se carazcterizaron los soportes obtenidos y se selccionaron los de mejores características para preparar catalizadores monometálicos basados en Pt con una carga de un 5 %. Los catalizadores monometálicos fueron empleados en la hidrogenación de citral. Se priorizó la vía de los alcoholes insaturados (geraniol y nerol), conjugando selectividad y actividad para seleccionar los catalizadores más aptos. Se prepararon catalizadores bimetálicos de PtFe, PtSn, PtGa y PtIn por impregnación sucesiva y coimpregnación, manteniendo una carga de Pt del 5 % y variando la relación molar M/Pt, sobre nanotubos de carbón purificados y carbón Vulcan. Todos estos catalizadores fueron puestos a prueba en la reacción de citral. Para cada cupla se seleccionó una carga óptima, sobre la cual se realizó un tratamiento térmico con N2 para estudiar su influencia sobre la performance catalítica. En una etapa posterior, se prepararon catalizadores bimetálicos con las cargas óptimas de cada cupla metálica, por el método de deposición-reducción en fase líquida, para realizar un estudio comparativo de los métodos de obtención de catalizadores. Se emplearon diferentes técnicas de caracterización, XPS, TEM, TPR, TPD, quimisorción de H2, reacciones sonda, para evaluar la fase metálica de los catalizadores. Se seleccionaron los catalizadores que presentaban mejor performance catalítica en la reacción de citral.

A study of mono and bimetallic catalysts supported on carbonaceuos materials with different structural properties, granular and nanotubes, for the chemoselective hydrogenation of citral was performed. It was studied the effect of oxidative and thermal treatments over the surface chemistry of the supports. Different supports were characterized and selected in order to prepare Pt based monometallic catalysts with a 5 % of Pt loading. Monometallic catalysts were employed in the hydrogenation of citral. The route of unsaturated alcohols (geraniol and nerol) was prioritized, combining selectivity and activity to select the most suitable catalysts. Different bimetallic catalysts (PtFe, PtSn, PtIn and PtGa) were prepared by successive impregnation and coimpregnation maintaining a Pt loading of 5% and varying the molar ratio M/Pt, supported on purified carbon nanotubes and carbon Vulcan. These catalysts were tested in the reaction of citral. For each bimetallic couple an optimal loading was selected, on which a heat treatment was performed with N2 to study its influence on the catalytic performance. Later, bimetallic catalysts with optimal loadings of each metal were prepared by deposition followed by reduction in liquid phase, for a comparative study of preparation methods. Different characterization techniques were used to evaluate the metal phase of the catalysts: XPS, TEM, TPR, TPD, H2 chemisorption and test reactions. Finally, catalysts with the better performance in the catalytic reaction of citral were selected.