Catalizadores de Pd soportados en óxidos mixtos Al-Mg: síntesis, caracterización y actividad

Abstract

Se prepararon soportes de óxidos mixtos Al-Mg con diferente composición empleando los métodos de coprecipitación y de sol-gel. La caracterización de estos materiales se llevó a cabo por absorción atómica, análisis térmico DTA / TGA, difracción de rayos-X y fisisorción de N2. Con los soportes calcinados a 600 °C se prepararon catalizadores de paladio (1 %) mediante impregnación, posteriormente se calcinaron y se redujeron a 500 °C. La evaluación de los catalizadores se efectuó en la deshidrogenación normal de propano a 500 °C y presión atmosférica. Por el método de sol-gel se obtuvieron sólidos con una mayor superficie específica y una mayor homogeneidad en la distribución porosa comparados con los de coprecipitación. A pesar de la baja temperatura de calcinación, los principales compuestos fueron la espinela de MgAl2O4 y fases libres de MgO y de Al2O3, dependiendo de la composición de los soportes. Aparentemente, la mayor conversión se tiene cuando el paladio se soporta en estructuras estables (espinelas) y se tiene una baja interacción con el soporte, por tal motivo los catalizadores de Pd soportados en los óxidos mixtos coprecipitados fueron más activos que en los de sol-gel. La selectividad a propileno varió en el intervalo de 57-93 %, lo que se explicó en función de la acidez total. La mayor desactivación se observó con los catalizadores empleando soportes sol-gel.

Translated abstract

Al-Mg mixed oxides supports with various compositions were synthezised by coprecipitation and sol-gel. The characterization was carried out by atomic absorption, thermal analysis (DTA/TGA), N2 physisorption, and X-ray diffraction (XRD). These solids, after calcined at 600 °C were used as supports of monometallic Pd (1 %) catalysts prepared by impregnation. The catalytic properties were evaluated in a flow micro-reactor at 500 °C and atmospheric pressure. The highest specific surface area values and the major homogeneity in pore size distribution were obtained with the sol-gel preparations compared with the coprecipitated. In spite of low calcination temperature, the main compounds detected by XRD were MgAl2O4 spinel, and free phases of MgO and Al2O3, depending of Al2O3 / MgO molar ratios. The highest conversion levels were obtained with solids showing spinel structure (more stable) having a low metal-support interaction. By this reason, monometallic Pd catalysts supported on coprecipitated solids (mainly with spinel structure) were more active than those supported on sol-gel. The selectivity to propylene in both series of catalysts varied in the range of 57 to 93 %, which it was explained as a function of the surface acidity. A major deactivation was observed with Pd catalysts supported on sol-gel mixed oxides.