Síntesis y caracterización de catalizadores de boruros de Ni y Co para su uso en las reacciones de hidrogenación de ciclohexeno e hidrodesulfuración de tiofeno
Resumen
Se sintetizaron catalizadores de boruros de Ni y Co con relación atómica Ni/(Ni+Co) igual a 1,00; 0,75; 0,50; 0,25 y 0,00 a partir de soluciones de sales de nitrato de Co y Ni, y una solución de borohidruro de sodio a -5 ºC por 30 min y agitación constante. Estos boruros metálicos fueron caracterizados bajo las técnicas de difracción de rayos X (XRD), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), microscopia electrónica de barrido (SEM), fisisorción de nitrógeno y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). Los materiales sintetizados fueron probados en las reacciones de hidrogenación (HID) de ciclohexeno e hidrodesulfuración (HDS) de tiofeno. Los resultados demostraron que estos catalizadores fueron activos a ambas reacciones, siendo más para las reacciones de hidrogenación.
Descargas
Citas
Yeh C.L. and Wang H.J.: “Combustion synthesis of vanadium borides”. J. Alloy Compd., Vol. 509, No. 7 (2011) 3257-3261.
Grechnev G.E, Fedorchenko A.V, Logosha A.V., Panfilov A.S, Svechkarev I.V., Filippov V.B., Lyashchenko A.B. and Evdokimova A.V.: “Electronic structure and magnetic properties of transition metal diboride”. J. Alloys Compd., Vol. 481, No. 1-2 (2009) 75-80.
Zhou X., Zhang H., Cheng C., Gao J., Xu G., Li Y. and Luo Y.: “First-principle study of structural, electronic and elastic properties of diboride of vanadium”. Physica B, Vol. 404, No. 8-11 (2009) 1527-1531.
Munro R.G.: “Material properties of titanium diboride”. J. Res. Natl. Stand. Tecnol., Vol. 105, No. 5 (2000) 709-720.
Taghavi F., Falamaki C., Shabanov A., Seyyedi M. and Zare A.: “An effective method for increasing the activity of nickel boride catalyst nano-particles in hydrogenation reactions: low-temperature hydrogen treatment”. Appl. Catal. A: General, Vol. 453, No. 26 (2013) 334-340.
Wade R.C., Holah D., Hughes A. and Hui B.C.: “Catalytically active borohydride-reduced nickel and cobalt systems”. Catal. Rev. Sci. Eng., Vol. 14, No. 1 (1976) 211-246.
Glavee G., Klabunde K. J., Sorensen C.M. and Hadjipanayis G.: “Borohydride reduction of cobalt ions in water. Chemistry leading to nanoscale metal, borides, or borate particles”. Langmuir, Vol. 9, No. 1 (1993) 162-169.
Jaworski J.W, Cho S., Kim Y., Jung J.H., Jeon H.S., Min B.K. and Kwon K.Y.: “Hydroxyapatite supported cobalt for hydrogen generation”. J. Colloid. Interface Sci., Vol. 394 (2013) 401-408.
Zhang X., Ma A., Mu X. and Min E.: “Selective hydrogenation of reformate oils amorphous NiB/SiO2 catalyst”. Catal. Today., Vol. 74, No. 1-2 (2002) 77-84.
Cheng Q.Y., Li W., Wu J., Guan N.J., Tao K.Y. and Fan K. N.: “Adsorption of sulfur on NimB2 clusters: a theoretical investigation on the mechanism of strong resistance of Ni-B alloy catalyst”. J. Mol. Catal. A, Vol. 184, No. 1-2 (2002) 379-386.
Parks G., Pease M., Burns A., Layman K., Bussell M., Wang X., Hanson J. and Rodríguez J.: “Characterization and hydrodesulfurization properties of catalysts derived from amorphous metal-boron materials”. J. Catal., Vol. 246, No. 2 (2007) 277-292.
Skrabalak S. and Suslick K.: “On the possibility of metal borides for hydrodesulfuration”. Chem. Mater., Vol. 18, No. 13 (2006) 3103-3107.
Lewandowski M.: “Hydrotreating activity of bulk NiB alloy in model reaction of hydrodesulfurization 4,6-dimethyldibenzothiophene”. Appl. Catal. B: Environmental., Vol. 160-161 (2014) 10-21.
Lewandowski M.: “Hydrotreating activity of bulk NiB alloy in model reaction of hydrogenation of carbazole”. Appl. Catal. B: Environmental., Vol. 168-169 (2015) 322-332.
Wang W.J., Qiao M. H., Yang Y., Xie S.H. and Deng J.F.: “Selectivity hydrogenation of cyclopentadiene to cyclopentene over an amorphous NiB/SiO2 catalyst”. Appl. Catal. A: General., Vol. 163, No. 1-2 (1997) 101-109.
Brame E. G., Margrave J.L. and Meloche V.W.: “Infra-red spectra of inorganic solids-II oxides, nitrides, carbides and borides”. J. Inorg. Nucl. Chem., Vol. 5, No. 1 (1957) 48-52.
Acosta D., Ramírez N., Erdmann E., Destéfanis H. and Gonzo E.: “Transition metal as dopant on nickel borides: Their catalytic activity effect on hydrogenation reactions”. Catal. Today., Vol. 133-135 (2008) 49-55.
Shen J.H. and Chen Y.W.: “Catalytic properties of bimetallic NiCoB nanoalloy catalyst for hydrogenation of p-chloronitrobenzene”. J. Mol. Catal. A: Chem., Vol. 273, No. 1-2 (2007) 265-276.
Li H, Wu Y, Zhang J., Dai W. and Qiao M.: “Liquid phase acetonitrile hydrogenation to ethylamine over a higly active and selective Ni-Co-B amorphous alloy catalyst”. Appl. Catal. A., Vol. 275, No. 1-2 (2004) 199-206.
Wagner C.D, Naumkin A.V., Kraut-Vass A., Allison J.W., Powell C.J. and Rumble Jr. J.R. ; “X-ray Photoelectron Spectroscopy Database”, version 3.0-3.4, National Institute of Standards and Technology(NIST), Gaithersburg, MD, Vol. 2005, (2003).
Bonny A., Brewster R. and Welbornn A.: “Novel metal borides with catalytic reactivity for hydrodesulfurization and coal liquefaction”. Inorg. Chimica. Acta., Vol. 64 (1982): L3-L5.
Liaw B.J, Chen C.H and Chen Y.Z.: “Hydrogenation of fructose over amorphous nano-catalysts of CoNiB and polymer-stabilized CoNiB”. Chem. Eng. J., Vol. 157, No. 1 (2010) 140-145.
Bezverkhyy I., Schneefeld S., Skrzypki J. and Bellat J.P.: “Reaction of thiophene with mono- and bimetallic Ni-Co particles supported on ϒ-Al2O3 and HDS activities of obtained sulfides”. Appl. Catal. A: General, Vol. 371, No. 1-2 (2009) 199-204.
Copyright
La Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería declara que los derechos de autor de los trabajos originales publicados, corresponden y son propiedad intelectual de sus autores. Los autores preservan sus derechos de autoría y publicación sin restricciones, según la licencia pública internacional no comercial ShareAlike 4.0