Síntesis y caracterización de catalizadores tipo Cu soportado en MgO, SiO2, ZnO y Al2O3 aplicados a la hidrogenólisis del glicerol
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[1] Universidad del Valle (Colombia)
Universidad del Valle (Colombia)
Colombia
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- Localización: Revista ION: Investigación, Optimización y Nuevos Procesos en Ingeniería, ISSN-e 2145-8480, ISSN 0120-100X, Vol. 30, Nº. 2, 2017 (Ejemplar dedicado a: Revista ION), págs. 31-41
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Synthesis and characterization of Cu type catalysts supported on MgO, SiO2, ZnO, and Al2O3 applied to the hydrogenolysis of glycerol
- Síntese e caracterização de catalisadores do tipo Cu suportado em MgO, SiO2, ZnO e Al2O3 aplicada à hidrogenólise de glicerol
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Resumen
- español
En este estudio se evaluó la transformación de glicerol a 1,2-propanodiol empleando catalizadores de Cu/ MgO, Cu/SiO2, Cu/ZnO y Cu/Al2O3 con contenidos de 10 y 20% de Cu. La obtención de los catalizadores de cobre se realizó por el método de impregnación de humedad incipiente, empleando como precursor una solución 1M de nitrato de cobre (II) trihidratado. La caracterización de los catalizadores se llevó a cabo por las técnicas de espectroscopia de infrarrojo resolviendo las señales características a 1633cm-1 y 1383cm-1 indicando la presencia de nitratos, mientras que por difracción de rayos X se logra evidenciar los picos característicos correspondiente a los planos de la tenorita (1 1 -1) y (1 1 1) en los ángulos 2θ de 35,6° y 3,7° respectivamente, indicando que la tenorita CuO a está presente en todos los sistemas sólidos y es la fase activa para la transformación del glicerol. Por otra parte, la microscopia electrónica de transmisión permitió confirmar la presencia de partículas con tamaños que varían entre los 100 y 800 nanómetros dependiendo del soporte. En este estudio se demuestra que la transformación de glicerol 84% y la selectividad hacia el 1,2-propanodiol 52%, se favorece cuando se emplea el catalizador a base de Cu20%/MgO activado a 573K a las condiciones de reacción de 473K y 20bar, mientras que cuando se activa este mismo catalizador a 623K a las mismas condiciones de reacción, se incrementa la selectividad hasta 63% con una disminución en la conversión a 65% que en comparación con los demás sistemas catalíticos se demuestra que este Cu20%/MgO es el mejor catalizador de este estudio.
- português
Este estudo avaliou a conversão de glicerol em 1,2-propanodiol utilizando catalisadores de Cu/MgO, Cu/SiO2, Cu/ZnO e Cu/Al2O3 com 10 e 20% de conteúdo de Cu. Os catalisadores de cobre foram obtidos pelo método de impregnação em umidade incipiente, utilizando como precursor uma solução 1M de nitrato de cobre (II) trihidrato. A caracterização dos catalisadores foi realizada pelas técnicas de espectroscopia infravermelha, resolvendo os sinais característicos a 1633cm-1 e 1383cm-1 indicando a presença de nitratos, enquanto que por difração de raios X é possível mostrar os picos característicos correspondentes para os planos da tenorite (1 1 -1) e (1 1 1) nos ângulos 2θ de 35,6° e 38,7°, respectivamente, indicando que a tenorite CuO a está presente em todos os sistemas sólidos neste estudo e é a fase ativa para transformação de glicerol. Por outro lado, a microscopia eletrônica de transmissão permitiu confirmar a presença de partículas com tamanhos variados entre 100 e 800 nanômetros, dependendo do suporte. Este estudo demonstra que a conversão de 84% de glicerol e a seletividade em relação ao 52% de 1,2-propanodiol é favorecida quando se utiliza o catalisador com base em Cu20%/MgO ativado a 573K nas condições de reação de 473K e 20bar, enquanto que quando este mesmo catalisador é activado a 623K sob as mesmas condições de reacção, a selectividade é aumentada para 63% com uma diminuição na conversão para 65%, que em comparação com os outros sistemas catalíticos mostra que este Cu20%/MgO é o melhor catalisador neste estudo.
- English
In this study the conversion of glycerol to 1,2-propanediol using Cu/MgO, Cu/SiO2, Cu/ZnO and Cu/ Al2O3 catalysts with 10 and 20% Cu contents were evaluated. The copper catalysts were obtained by the incipient wet impregnation method (IWI), using as a precursor a 1M trihydrate copper (II) nitrate solution. The characterization of the catalysts was carried out by the techniques of infrared spectroscopy, solving the characteristic signals at 1633cm-1 and 1383cm-1 indicating the presence of nitrates, whereas by X-ray diffraction it is possible to show the corresponding characteristic peaks to the planes of the tenorite (1 1 -1) and (1 1 1), at the 2θ angles of 35.6 ° and 38.7 ° respectively, indicating that the tenorite CuO is present in all solid systems in this study and that is the tenorite the active phase for transformation of glycerol. On the other hand, transmission electron microscopy (TEM) allowed to confirm the presence of particles with sizes varying between 100 and 800 nanometers depending on the support. This study demonstrates that the conversion of 84% glycerol and the selectivity towards the 1,2-propanediol around 52% is favored when using the catalyst based on Cu20%/MgO activated at 573K at the reaction conditions of 473K and 20bar, whereas when this same catalyst is activated at 623K under the same reaction conditions, the selectivity is increased to 63% with a decrease in conversion to 65% which in comparison with the other catalytic systems shows that this Cu20%/MgO is the best catalyst in this study.
- español
