Departamento de Fisicoquímica - Tesis Magisterhttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/1502024-03-29T11:06:43Z2024-03-29T11:06:43ZConversión de ácido levulinico sobre catalizadores Cu/WOx(x)-Al2O3.Mafokoane, Malesela Alpheushttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/115442023-11-23T06:03:25Z2019-01-01T00:00:00ZConversión de ácido levulinico sobre catalizadores Cu/WOx(x)-Al2O3.
Mafokoane, Malesela Alpheus
En la presente tesis de magister se estudió el efecto de la incorporación de óxido de tungsteno en la actividad catalítica y selectividad del catalizador CuO/γ-Al2O3 en la conversión de ácido levulinico (ÁL) hacia productos químicas de mayor valor agregado tales como: γ-valerolactona (GVL), 2-metiltetrahidrofurano (2-MTHF), ácido pentanoico (PA), ácido pentenoico (PEA) y 1,4-pentanodiol (1,4-PDO). Previo a la impregnación del metal, se preparó el soporte WO3(x)-Al2O3 con 5 diferentes contenidos de WO3 (2, 4, 6, 8, and 10 %m/m) mediante impregnación húmeda, posteriormente se agregó 5 %m/m de CuO sobre el soporte mediante impregnación incipiente. Las muestras se caracterizaron por espectroscopia de absorción atómica (EAA), isotermas de adsorción-desorción de N2 a -196 oC, migración electroforética (ME), desorción a temperatura programada de amoniaco (DTP-NH3), acidez total potenciométrica, espectroscopia infrarroja de piridina adsorbida (FTIR de piridina), difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de Raman, espectroscopia de reflectancia difusa en ultravioleta–visible (UV-vis DRS), reducción a temperatura programada de hidrógeno (RTP-H2), y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). Las reacciones de conversión del ÁL fueron realizadas en un reactor autoclave Parr modelo 4848 a 250 ºC y una presión de 50 bar de H2. El reactor Parr fue cargado por 0.4785 mol L-1 de ÁL, 80 mL del disolvente 1,4-dioxano, y 0.250 g del catalizador CuO/WO3(x)-Al2O3 o Cu/WO3(x)-Al2O3. La reacción se llevó a cabo por 4 horas y las muestras de los productos fueron periódicamente colectadas y cuantificadas por la cromatografía gaseosa. La mejor actividad catalítica fue obtenida por catalizadores de CuO/WO3(6%)-Al2O3, la cual fue debida a la mayor fuerza ácida del catalizador determinada por DTP-NH3 y acidez total potenciométrica. La distribución de los productos observados en CuO/WO3(x)-Al2O3, se correlacionó con un cambio en el tipo de sitio ácido y la fuerza ácida. Los cambios en la acidez mediante la adición de CuO sobre el soporte modificado se atribuyeron a cambios estructurales (distorsiones) que estabilizan la fase activa. Esta distorsión está aumentando la fuerza de la acidez, favoreciendo una mayor actividad catalítica con cambios en la selectividad en función del contenido de CuO sobre soporte modificado WO3(x)-Al2O3.; In the present work of master thesis, the effect of the incorporation of tungsten oxide on the selectivity and catalytic activity of CuO/γ-Al2O3 on the conversion of levulinic acid (LA) into chemicals of high added value such as γ-valerolactone (GVL), 2-methyltetrahydrofuran (2-MTHF), pentanoic acid (PA), pentenoic acid (PEA) and 1,4-pentanediol (1,4-PDO) was studied. Prior to the metal impregnation, the WO3(x)-Al2O3 modified supports with 5 different WO3 contents (2, 4, 6, 8, and 10 wt%) were prepared by the wet impregnation method, consequently 5 wt% CuO was impregnated on the modified supports by incipient wetness impregnation. The samples were characterized by atomic absorption spectroscopy (AAS), N2-physisorption, electrophoretic migration (EM), temperature-programmed desorption of ammonia (NH3-TPD), acid strength potentiometric method, Fourier transformed infrared (FT-IR) adsorbed pyridine, powder X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy, hydrogen-temperature programmed reduction (H2-TPR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The conversion of LA reactions was carried on the Parr autoclave reactor model 4848 at 250 ºC and 50 bar H2 pressure. The Parr reactor was charged with 0.4785 mol L-1 LA, 80 mL 1,4-dioxane solvent, 0.250 g CuO/WO3(x)-Al2O3 or Cu/WO3(x)-Al2O3 catalyst. The reaction was carried out for 4 hours and the samples were routinely collected and quantified by gas chromatography. The best catalytic activity was obtained with the CuO/WO3(6%)-Al2O3 catalyst, which was due to the high acidity determined by TPD-NH3 and acid strength by titration analysis. The distribution of products observed on CuO/WO3(x)-Al2O3, was correlated with a change in acid site type and acid strength. The changes in the acidity by addition of CuO over modified support was attributed to structural changes (distortions) stabilizing the active phase. This distortion is increasing the acidity strength, favoring a higher catalytic activity with changes in the selectivity in function of CuO content over WO3(x)-Al2O3 modified support.
Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias con Mención en Química.
2019-01-01T00:00:00ZDeshidratación del glicerol en catalizadores de Cu dispersados en SBA-15 conteniendo especies de aluminio incorporadas: estudio de la variación de la relación molar Si/Al.Gajardo Parada, Jorge Arnoldohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/100622023-11-11T00:12:34Z2022-01-01T00:00:00ZDeshidratación del glicerol en catalizadores de Cu dispersados en SBA-15 conteniendo especies de aluminio incorporadas: estudio de la variación de la relación molar Si/Al.
Gajardo Parada, Jorge Arnoldo
En este trabajo se plantea el estudio de la deshidratación catalítica del
glicerol hacia hidroxiacetona en fase líquida con catalizadores a base de
cobre soportados sobre materiales mesoporosos del tipo SBA-15 con
aluminio insertado en su estructura. La variación de las relaciones molares
Si/Al (∞, 2, 10 y 15) en los catalizadores regularon las propiedades
fisicoquímicas del sistema catalítico. La reacción se realizó en un reactor
batch a 220 °C en atmósfera inerte (N2) con una presión de 20 bar
alimentado con una solución al 80% m/m de glicerol con agua y 300 mg de
catalizador previamente reducido ex-situ, y una agitación de 800 rpm
durante 5 h. La incorporación de Al en la estructura generó cambios en las
propiedades texturales, estructurales, acidez y electrónicas en los
catalizadores. Estos efectos fueron parámetros descriptores en la
deshidratación selectiva del glicerol hacia la hidroxiacetona. El catalizador
Cu/SBA-15 SiAl 15 fue el que exhibió el mejor desempeño catalítico,
mostrando una velocidad inicial específica de consumo de glicerol de
6,3×10-3
(molglicerol gcat
-1 min-1
) y un porcentaje de selectividad hacia la
hidroxiacetona de un 84%.
Tesis para optar al grado académico de Magíster en Ciencias con mención en Química.
2022-01-01T00:00:00ZHidrogenación de hidrógeno carbonato de sodio utilizando catalizadores de Pd soportados en carbón activado.González Dumont, Edelmira Pazhttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/71412023-11-10T22:51:42Z2017-01-01T00:00:00ZHidrogenación de hidrógeno carbonato de sodio utilizando catalizadores de Pd soportados en carbón activado.
González Dumont, Edelmira Paz
En esta investigación se estudió primero la conversión de NaHCO3 a HCO2Na utilizando catalizadores de M (Pd, Ni y Re)/CA (Serie 1). Luego, el efecto de los grupos funcionales del soporte en catalizadores de Pd/CA (Serie 2) en la selectividad y actividad catalítica en la reacción mencionada. Se empleó como soporte para la Serie 1 carbón activado comercial DARCO, y para la Serie 2 carbón activado comercial Norit CGRAN, al cual se le realizó tratamiento térmico (500 y 850 °C) y modificación con HNO3 (3 y 6 mol L-1), con el fin de modificar la concentración de grupos funcionales oxigenados superficiales para la preparación de cinco catalizadores. Posteriormente, obtenida la actividad catalítica de estos catalizadores, se varió el contenido metálico del más activo entre 2.0 a 7.0% en masa de Pd (Serie 3).
Todos los catalizadores se caracterizaron a través de adsorción/desorción de N2 a -196 °C, Reducción Térmica Programada (RTP), Microscopía Electrónica de Transmisión (MET), Espectroscopía Fotoelectrónica de rayos X (XPS) y Difracción de Rayos X (DRX). Las medidas de actividad catalítica se llevaron a cabo en un reactor de vidrio semicontinuo de 200 mL, utilizando 100 mL de NaHCO3 1 mol L-1, 0.5 g de catalizador, flujo de H2 de 50 mL min-1 y 25 °C de temperatura durante 48 h. Los productos líquidos fueron analizados por HPLC y los gaseosos mediante cromatografía gaseosa (GC).
Los catalizadores con una menor cantidad de grupos funcionales superficiales, proporcionan una mayor actividad catalítica en la reacción de hidrogenación de NaHCO3, debido a un menor tamaño de partícula metálica que favorece la dispersión de Pd sobre el soporte.
Respecto al contenido metálico de catalizadores Pd(x)/C500, se observa que un 5.0% en masa de metal, muestra mayor conversión a HCO2Na. Este resultado podría ser atribuido a que las especies de Pd con este porcentaje estarían mejor dispersas facilitando el proceso de formación de producto, y a contenidos mayores la posible formación de partículas de mayor tamaño disminuiría la actividad catalítica.
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias con mención en Química.
2017-01-01T00:00:00ZConversión catalítica del ácido levulínico sobre catalizadores del tipo perovskitas de Ru/AZrO3 A, Ba, Sr.Leal Villarroel, Edgardo Adolfohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/64862023-11-10T22:51:34Z2021-01-01T00:00:00ZConversión catalítica del ácido levulínico sobre catalizadores del tipo perovskitas de Ru/AZrO3 A, Ba, Sr.
Leal Villarroel, Edgardo Adolfo
En el presente trabajo se estudió la conversión catalítica de ácido levulínico,
sobre catalizadores de rutenio soportados en zirconatos básicos de bario y
estroncio, Ru/SrZrO3 y Ru/BaZrO3, para la obtención de γ-valerolactona.
Los soportes SrZrO3, BaZrO3 se prepararon por coprecipitación, empleando
oxicloruro de circonilo, citrato de amonio dibásico y los cloruros de los
metales, el metal se depositó por impregnación seca y se empleó cloruro de
rutenio(III) como precursor. Los materiales se caracterizaron por DRX,
fisisorción de N2(g) a -196 °C, DTP-NH3, RTP-H2, quimisorción de H2(g),
ReTP-MeOH. Las medidas de actividad catalítica se efectuaron en un reactor
Parr tipo batch, con una concentración de ácido de 0.46 mol L-1
, 80 mL de
solvente 1,4-dioxano y 250 mg de catalizador reducido-pasivado. Para
determinar los parámetros cinéticos, se estudió la conversión a diferentes
temperaturas entre 175 °C y 250 °C y presiones de H2(g) entre 10-50 atm.
Se determinó que el catalizador Ru/SrZrO3 posee menor energía de activación (87,9 kJ mol-1 ) que Ru/BaZrO3 (134,7 kJ mol-1
), y que a menor temperatura predomina la cantidad de sitios básicos y a mayor temperatura.
Tesis para optar al grado académico de Magíster en Ciencias mención Química.
2021-01-01T00:00:00Z