Caracterización de circonia sulfatada promovida con distintos metales de transición

Elba A. García.

2003.

281 págs. : ilustraciones ; 30cm. .

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 2003.

Resumen: En esta Tesis se estudia la actividad de catalizadores de circonia sulfatada (SZ) y circonia sulfatada promovida con metales de transición (Ni, Fe y Fe*Mn), para la isomerización de cadena del butano normal. En el capítulo 1 se detallan los antecedentes más destacados que dan lugar al uso de estos catalizadores. En el Capítulo 2 se realiza una amplia revisión bibliográfica sobre estos catalizadores, analizando la influencia de las diferentes variables sobre la actividad catalítica y realizando una discusión sobre los mecanismos propuestos para esta reacción de isomerización. En el Capítulo 3 se describen los métodos de preparación de los catalizadores de SZ y SZ promovida, especificando el contenido de sulfato y de promotor metálico en las diferentes muestras. Para la preparación de todos los catalizadores en base circonia se utilizó como sal precursora cloruro de circonilo. El producto obtenido, el hidróxido de circonio amorfo, se sometió a sulfata ión a través de caminos diferentes y empleando distintas fuentes de sulfato. Se prepararon, además, tres series diferentes de catalizadores de SZ promovidos con metales de transición, usando diferente fuente de sulfatación y/o diferente secuencia en la impregnación. En los catalizadores de la Serie 1 se utilizó (NH4)2 SO4, mientras que en las otras dos series la sulfatación se realizó con H2SO4. Con la finalidad de observar los cambios provocados por las variables introducidas en la preparación se realizaron los correspondientes análisis químicos sobre las muestras. La caracterización de las muestras se realizó a través de estudios de reducción a temperatura programada (TPR); difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía fotoelectrónica de Rayos X. (XPS). Los resultados de los ensayos de TPR indican cambios importantes en la reducibilidad del sulfato por la presencia de promotores metálicos, atribuible a la interacción entre las especies superficiales. Por otro lado, los perfiles XRD y XPS permiten inferir un alto estado de dispersión de los promotores metálicos. En el caso de catalizadores de SZ doblemente promovidos con Fe y Mn se evidencia, a través de estudios XPS, el efecto del Mn en la dispersión del Fe. El comportamiento catalítico para la reacción de isomerización del butano normal, se realizó a través de medidas en pulso y medidas en flujo. En el Capítulo 5 se describen todas las experiencias realizadas en modo pulso sobre catalizadores promovidos con Fe y Fe-Mn. La preparación de estos catalizadores incluyen: impregnación de los correspondientes metales por el método de humedad incipiente y posterior sulfatación por igual método, con solución de sulfato de amonio. Se observó en la serie de catalizadores utilizados en estas experiencias que el Mn mejora el comportamiento del catalizador SFZ, pero que a su vez es fuertemente dependiente de la relación molar Fe/Mn. En la primera parte del Capítulo 6 se describen todas las medidas de actividad catalítica realizadas en diferentes muestras de SZ en modo flujo. Se observó que estos catalizadores son muy sensibles al método de preparación, si bien resulta muy difícil establecer una clara dependencia entre la actividad y las diferentes variables introducidas en el sistema. Este aspecto dificulta la comparación entre los datos de este trabajo con aquellos presentes en la literatura. En el mismo Capítulo se detalla el comportamiento catalítico para las tres series de catalizadores con promoción metálica. En las Series 2 y 3 se emplea como fuente de sulfatación H2SO4, la diferencia entre ellas es la secuencia de impregnación. Es claro en todas ellas el efecto promotor del metal. El Ni es el que ofrece el mayor porcentaje de conversión y mayor selectividad. Mientras que en las experiencias realizadas a 473 K no se observa período de inducción, el cual es claro a 373 K. La presencia de dos mecanismos en la isomerización del n-butano a temperaturas más bajas pueden justificar estos resultados. Al comparar la actividad catalítica determinada en pulso y en flujo, para catalizadores promovidos con Fe y Fe-Mn, se observa exactamente la misma tendencia. El catalizador doblemente promovido, con una relación molar Fe:Mn de aproximadamente 3:1 es el que alcanza una mayor actividad y esta tendencia se mantiene a 373 K. En las tres Series, se observan diferencias apreciables en las actividades catalíticas de las muestras promovidas con Fe y Fe-Mn. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 17/10/03

Incluye referencias bibliográficas.