Estudio de la hidrogenación de moléculas α, β-insaturadas en catalizadores monometálicos de Rh y bimetálicos de Pt soportados - Ronzón Tinajero, Efrén (Universidad Autónoma Metropolitana, 2001)
Se llevó a cabo el estudio de catalizadores monometálicos de Rhl y bimetálicos Pt soportados, en reacciones de hidrogenación de compuestos a.,!3 insaturados. En el capítulo A se presenta la preparación de los catalizadores. Los monometálicos de Rh se prepararon por impregnación, a partir de precursores de acetil-acetonato de Rh y de tricloruro de Rh soportados en óxidos metálicos como la sílice, alúmina, circonia y otros. Mientras que los catalizadores bimetálicos se prepararon por ca-impregnación y por reacción de superficie controlada, con precursores de acetilacetonato de Rh y Pt, compuestos clorados de Pt y S y organometálicos de Sn, Pb, Ge y Al. Los catalizadores preparados para este estudio, se caracterizan por méto os del tipo químico (Quimisorción de gases y actividad catalítica) y físico (Microscobía Electrónica de Transmisión y la Difracción de Rayos-x). Para medir la Actividad y selectividad de los catalizadores de Rh soportados, se utilizó la reacción de hidrogenación de la 2-ciclohexen-1-ona en fase líquida, mientras que para los catalizadores bimetálicos soportados de Pt-Sn y Pt-M (M = n, Pb, Ge y Al) se utilizó la reacción de hidrogenación del 2-butenal en fase gas. En el capítulo B se presenta el estudio de la reacción de hidrogenación d la 2-ciclohexen-1-ona en catalizadores de Rh/Si02 a 298 K en fase líquida. Los órde cinéticos que se encontraron para la cetona y el hidrógeno fueron cero y respectivamente. La velocidad de hidrogenación del doble enlace C=C fue afect por la presencia del grupo carbonilo. Esto puede interpretarse como sigue: la func ón carbonilo C=O de la cetona insaturada se adsorbe sobre la superficie del me al, incrementando el tiempo de permanencia de la molécula sobre el substrato. Precursores de Rhcl3·3H20 o Jan En catalizadores preparados con -.. acetilacetonato de Rh se encontró que la reacción de hidrogenación es insensibl a la estructura. Se observó un efecto del precursor porque los catalizadores cloradios mostraron mayor actividad que los no clorados . También se observó un importante aumento en la actividad por sitio, cuando los catalizadores de Rh/SiO2 se tratar1 n térmicamente con hidrógeno más vapor de agua a temperatura alta ( ~ 1073 K). El incremento en la actividad se relacionó con formación de hidrógeno débilme adsorbido sobre la superficie metálica debido a la presencia del vapor de agua. Se estudió el efecto del solvente usando 2-propanol, acetona, metano! y n-hexano bajo idénticas condiciones de reacción. También se estudió el efecto del soporte en una serie de catalizadores de r h soportados en MgO, ZrO2, AbO3, SiO2, C y SiO2-Al2O3, en la r,~acción eje hidrogenación de la 2-ciclohexen-1-ona. Se observó la modificación , el comportamiento catalítico al cambiar la interacción metal-soporte. En el capítulo C se hizo el estudio de una serie de catalizadores bimetálicos de PUAl2O3 para observar el efecto en las propiedades catalíticas de la adición I e metales como el Sn, Al, Ge, y Pb al Pt, sobre la reacción de hidrogenación del 2-butenal, llevada a cabo en un sistema contínuo en fase gas, con un flujo del reacti o saturado con hidrógeno a temperatura de reacción de 353 K, donde se observó q e la adición de un segundo metal al Pt actividad la actividad (TOF) y la selectivid d sobre la hidrogenación del _grupo carbonilo (C=O). La velocidad de hidrogenación del doble enlace etilénico fue mayor cuando se utilizaron catalizadores monometálicos de Pt. Cuando se le adicionó Sn al Pt se observó un cambio significativo de la hidrogenación selectiva hacia los alcoho es crotílico y butílico, viéndose modificada de esta forma su actividad catalítica. os cambios que se observaron en la actividad y selectividad sobre estos catalizado1es se explican por la modificación qu~ sufre el Pt en su banda d por la presencia ael Sn, concluyéndose que hay un efecto electrónico muy bien definido debido a la ca)ga positiva que promueve el Sn al Pt como se reportó en las bandas de los espectrns Mossbauer. Se presenta el estudio del efecto de la adición de Sn a catalizadores PUSiO2, sobre la reacción de hidrogenación del 2-butenal. Se observaron incrementos ta de la actividad por sitio (TOF), como en la selectividad hacia la hidrogenación el grupo carbonilo (C=O), por la adición del Sn. La actividad catalítica presenta un máximo a una relación Sn/Pt de 1, mientras que la selectividad presenta un máximo en la formación del alcohol insaturado a una relación Sn/Pt de 3 También se presenta el estudio del efecto del soporte en catalizadorrs bimetálicos sobre la reacción de hidrogenación selectiva del 2-butenal, para produbr alcohol crotílico. Se utilizaron dos series de catalizadores preparados P¡ºr impregnación sobre diferentes soportes. En la primera serie se utilizó una relacir n Sn/Pt de 1 y para la segunda la de 3. En la primer serie se pudo observar que los catalizadores manifestaron alta actividad, mientras que en el segundo caso la actividad disminuye, pero la selectividad se vio favorecida hacia la formación Cllel alcohol crotílico como se puede ver para los catalizadores Pt-Sn soportados en Tip 2 (de 15,80 a 58.31 en%).