Deshidrogenación catalítica de etilbenceno a estireno sobre materiales compuestos de arcilla-sílice mesoporosa modificada con óxido de cobalto

A Tosaya, Genesis Lopes, R Solano, D Rodríguez, A Moronta, E González

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.


Palabras clave


Arcillas, deshidrogenación de etilbenceno, materiales compuestos, óxido de cobalto, sílice mesoporosa.

Texto completo:

PDF

Referencias


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-




Universidad del Zulia /Venezuela/ Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería/ revistatecnica@gmail.com /ISSN: 0254-0770

 

Licencia de Creative Commons
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported.