Deshidrogenación catalítica de etilbenceno a estireno sobre materiales compuestos de arcilla-sílice mesoporosa modificada con óxido de cobalto
Resumen
Las propiedades catalíticas de materiales compuestos de arcilla-sílice mesoporosa modificada con cobalto fueron evaluadas para la deshidrogenación catalítica de etilbenceno a estireno. Los materiales fueron preparados incorporando diferentes contenidos de óxido de cobalto mediante dos métodos: por incorporación directa dentro del gel de síntesis y por impregnación a humedad incipiente. La caracterización de los sólidos se realizó mediante fluorescencia de rayos X, adsorción física de nitrógeno, reducción a temperatura programa y difracción de rayos X. Los materiales preparados presentaron
mejores propiedades texturales que la arcilla de partida, además, mostraron una forma de isoterma de adsorción del tipo IV con lazo de histéresis tipo H3. En los sólidos impregnados las especies de cobalto se redujeron a una temperatura inferior a la observada para los materiales obtenidos por incorporación del cobalto en el gel de síntesis. Se evidenció la formación de la fase Co3O4 en los materiales con un contenido metálico mayor. La conversión de etilbenceno mejoró con el incremento del contenido de cobalto en ambas series de materiales, sin embargo, la conversión disminuyó para el material impregnado de mayor carga, causado posiblemente por sinterización. La selectividad decreció al aumentar la temperatura y el tiempo de residencia en los ensayos realizados en los catalizadores más activos para cada método de preparación.
Descargas
Citas
Irún O., Sadosche S., Lasobras J., Soler J, Francés
E., Herguido J., Menéndez M.: “Catalysts for the
production of styrene from ethylbenzene: Redox
and deactivation study”. Catal. Today 203 (2013) 53-
Gomez S., McMillan L., McGregor J., Axel J., Al-Yassir
N., Al-Khattaf S., Gladden L.: “New perspective on
catalytic dehydrogenation of ethylbenzene: the
influence of side-reactions on catalytic performance”.
Catal. Sci. Technol., Vol. 5 (2015) 3782-3797.
Mediero M., McGregor J., McMillanL., Al-Yassir N.,
Bingham P., Forder S., Gorin C., Al-Khattaf S., Gladden
L., Midgley P.: “Structural changes in FeOx/γ-Al2O3
catalysts during ethylbenzene dehydrogenation”.
Catal. Struct. Reactivity, Vol. 2, No. 1 (2016) 25-32
Cavani F. Trifiro F.: “Alternative processes for the
production of styrene”. Appl. Catal A., 133 (1995)
-239.
Mihajlova A., Andreev A., Shopov D., Dimitrova R.:
“Effect of the precursor properties on the selectivity
of iron based catalysts in the dehydrogenation of
ethylbenzene to styrene”. Appl. Catal. A., Vol. 40,
No.1, (1988) 247-253.
Rossetti I., Bencini E., Trentini L., Forni L.: “Study
of the deactivation of a commercial catalysts for
ethylbenzene dehydrogenation to styrene”. Appl.
Catal. A, Vol. 292, No.1 (2005) 118-123.
Zhou C.: “An overview on strategies towards claybased
designer catalysts for green and sustainable
catalysis”. Appl. Clay Sci., Vol. 53, No. 1 (2011) 87-96.
Mccabe R., Adans J.: “Clay Minerals as Catalysts”.
Developments in Clay Science, Handbook of Clay
Science, Vol. 5 (2013) 491-538.
De Stefanis, A., Tomlinson A.A.G.: “Towards designing
pillared clays for catalysis”. Catal. Today, Vol. 114,
No. 1 (2006) 126-141.
Betega L., Morales A., Valenzuela F.: “Organoclays:
properties, preparation and applications”. Appl Clay
Sci, Vol. 42, No.1, (2008) 8-24.
Pinto L., Saini V., Guil J., Pires J.: “Introduction of
aluminum to porous clay heterostructures to modify
the adsorption properties”. Appl. Clay Sci., Vol. 101,
No.1 (2014) 497–502.
Zhou C., Keeling J.: “Fundamental and applied
research on clay minerals: From climate and
environment to nanotechnology”. Appl. Clay Sci., Vol.
, No. 1 (2013) 3-9.
Beck J. Vartuli J., Roth W., Leonowicz M, Kresge C.,
Schmitt D., Chu C., Olson D., Sheppard E., McCullen
S., Higgins J., Schlenkert J.: “A new family of
mesoporous molecular sieves prepared with liquid
crystal templates”. J. Am. Chem. Soc., Vol. 114, No.27
(1992) 10834-10843.
Zhou H., Lu G.: “Engineering the structures of nanoporous clays with micelles of alkyl polyether
surfactants”. Langmuir, Vol. 17, No. 3 (2001) 588-
Polverejan M., Liu Y., Pinnavaia T.: “Aluminated
derivatives of porous clay heterostructures (PCH)
assembled from synthetic saponite clay: Properties
as supermicroporous to small mesoporous acid
catalysts”. Chem. Mater., Vol. 14, No. 5 (2002) 2283-
Cabrera S. El Haskouri J., Guillen C., Latorre J.,
Beltrám A., Beltrán D., Marcos M., Amorós P.:
“Generalised syntheses of ordered mesoporous
oxides: The atrane route”. Solid State Sci., Vol. 2, No.
(2000) 405-420.
Huerta L., Guillen C., Latorre J., Beltrán A., Martínez
R., Marcos M., Beltrán D., Amorós P.: “Bases for the
synthesis of nanoparticulated silicas with bimodal
hierarchical porosity”. Solid State Sci., Vol. 8, No.1
(2006) 940-951.
Thommes M, Kaneko K., Neimark A., Olivier J.,
Rodriguez F., Rouquerol J., Sing K.: “Physisorption
of gases, with special reference to the evaluation
of surface area and pore size distribution (IUPAC
Technical Report)”. Pure Appl. Chem., Vol 87, No.
-10 (2015) 1051-1069.
Qing H, Zhong L., Bingsen Z., Guang W., Chunyan M.,
Wiebke F., Jinjun L., Zhao L., Zhengping H., Dang S.:
“Porous montmorillonite heterostructures directed
by a single alkyl ammonium template for controlling
the product distribution of Fischer-Tropsch
synthesis over Cobalt”. Chem. Mater., Vol 24, No. 6
(2012) 972−974.
Zhao Y. H., Haou Q. Q., Song Y.H., Fan W. B., Liu
Z.W.: “Cobalt Supported on Alkaline-Activated
Montmorillonite as an Efficient Catalyst for Fischer-
Tropsch Synthesis”. Energy Fuels, Vol. 27, No.11
(2013) 6362−6371.
Chromcáková Z., Obalová L., Kovanda F., Leguta
D., Titov A., Ritz M., Fridrichová D., Michalika S,
Kustrowski P., Jirátová K.: “Effect of precursor
synthesis on catalytic activity of Co3O4 in N2O
decomposition”. Catal. Today, Vol. 257, No. 1 (2015)
-25.
Ranke W.: “Nanostructured Catalysts: Selective
Oxidations”. Royal Soc. Chem., London, 2011.
Vicente M., Meyer A., González E., Bañares A., Gandía
L., Gil A.: “Dehydrogenation of ethylbenzene on
alumina–chromia-pillared saponites”. Catal. Letters,
Vol. 78 (2002) 1-4.
Ferreira N., Filho J., Oliveira A.: “Porous ternary Febased
catalysts for the oxidative dehydrogenation of
ethylbenzene in the presence (absence) of carbon
dioxide”. RSC Adv., Vol. 5, No. 27 (2015) 20900-
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