Ardila A, Alba N

Arriola V, Erasmo

Fuentes, Gustavo A

Hincapié Triviño, Gina M

Zepeda, Trino A

Spa: Recientemente nosotros reportamos la valorización de glicerol mediante su hidrogenólisis a 1,2-PDO
en fase líquida usando un catalizador bimetálico de 5Cu5Pd/TiO2Na. Encontramos que la actividad y
selectividad de este catalizador involucra un efecto sinergístico entre los dos componentes
metálicos, sin embargo, el efecto y la optimización de la carga de ambos metales no ha sido aclarada. En este trabajo, se evaluó una serie de catalizadores bimetálicos de Cu-Pd con diferente carga de Cu y Pd en la hidrodeoxigenación de glicerol bajo condiciones moderadas

Ardila Arias, Alba Nelly

Arriola V., Erasmo

Fuentes Zurita, Gustavo Ariel

Hincapie Triviño, Gina Marcela

Zepeda Partida, Trino Armando

Repositorio UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

repositorio.uptc@uptc.edu.co Hidrodeoxigenación de glicerol promovida por CuPd/TiO2-Na con diferentes contenidos Cu y Pd  Alba N. Ardila A.*a, Erasmo Arriola V.b, Gina M. Hincapié-Triviñoc, Trino A. Zepedad y Gustavo A. Fuentese. a Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. Medellín, Colombia. C.P. 4932. a, b, d Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa. Distrito Federal, México. C.P. 09340. c Universidad Nacional de México, Ensenada, BC., México. C.P. 22800. Email: a anardila@elpoli.edu.co, b erasmoarriola@elpoli.edu.co, c gmhincapie@elpoli.edu.co, dtrino@cnyn.unam.mx, d gfuentes@xanum.uam.mx.  Resumen  Recientemente nosotros reportamos la valorización de glicerol mediante su hidrogenólisis a 1,2-PDO en fase líquida usando un catalizador bimetálico de 5Cu5Pd/TiO2Na. Encontramos que la actividad y selectividad de este catalizador involucra un efecto sinergístico entre los dos componentes metálicos,  sin embargo, el efecto y la optimización de la carga de ambos metales no ha sido aclarada. En este trabajo, se evaluó una serie de catalizadores bimetálicos de Cu-Pd con diferente carga de Cu y Pd en la hidrodeoxigenación de glicerol bajo condiciones moderadas.      Una serie de catalizadores bimetálicos de Pd-Cu con diferente contenido de Cu y Pd soportados sobre TiO2-5%Na se prepararon por impregnación húmeda sucesiva. Se seleccionaron 5, 10 y 15% por peso como contenidos de Cu y 0.5, 1.5 y 5% por peso para el Pd. Los catalizadores se caracterizaron por AAS, XRD, fisisorción de N2, DRS-UV-Vis, XPS, HRTEM, EDS/TEM y STEM/HAADF. Las reacciones catalíticas se llevaron a cabo durante 6 h en un reactor Parr Instruments con 50 mL de solución al 20% en peso de glicerol y 300 mg de cada catalizador a 220°C y 0.7 MPa de H2. Las muestras se analizaron con un CG (Agilent 6850), un FID y una columna capilar HP-INNOWAX. Los XRD de los catalizadores no revelaron reflexiones características de Pd, la presencia de Cu no aleado y CuO es claramente evidente en todas las muestras, principalmente en aquellas con mayor contenido de Cu y menor de Pd. Se identificó un pico amplio en 2 = 41.186° asignado a la aleación Cu-Pd y cuyo tamaño de cristalito varío entre 2.6-9.6 nm dependiendo del contenido de Cu y Pd.   La Tabla 1 resume los resultados obtenidos durante las reacciones. Mediante la fijación de la carga de Cu en 5%, 10% o 15%, el efecto del incremento en la cantidad de Pd (0.5%, 1.5% y 5% en peso) fue investigado. En los tres casos, un bajo contenido de Pd no es favorable para la hidrogenólisis de glicerol. Las mayores conversión (65.0, 76.1 y 80.1%) se obtuvieron con 5Cu5Pd, 10Cu-5Pd y 15Cu-5Pd, respectivamente. Además, se observó una dramática caída en la conversión de glicerol de 80% a 45.6% al disminuir el contenido de Pd de 5% a 0.5%. Tabla 1. Conversión de glicerol, selectividad al carbono, TOF del glicerol y balance de carbono después de 6 horas de reacción. Catalizador Conversión de glicerol (%) Selectividad al carbono  (%) Balance de carbono (%) TOF Glicerol  /10-2(s-1) 1,2-PDO Acetol CO2 CO Otros* 5Cu5Pd5Na 65.0 85.1 8.3 1.4 0.1 5.1 94.0 11.1 5Cu1.5Pd5Na  27.3 74.6 20.0 1.0 0.2 4.2 97.0  7.1 5Cu0.5Pd5Na  24.2 76.2 23.0 0.6 0.2 0 99.0 4.5 10Cu5Pd5Na  76.2 79.7 13.0 2.2 0.1 5.0 92.4 8.7 10Cu1.5Pd5Na  45.8 73.0 19.4 0.7 0.2 6.7 90.2 6.0 10Cu0.5Pd5Na  39.8 74.0 17.1 0.4 0.2 8.3 92.0 5.0 15Cu5Pd5Na  80.1 83.2 10.8 3.6 0.1 2.3  93.0 10.3 15Cu1.5Pd5Na  51.0 81.2 12.8 0.3 0.1 5.6  91.8 6.1 15Cu0.5Pd5Na  45.6 80.7 11.7 0.1 0.1 7.4  95.6 5.9  Se muestra que es posible en presencia de Pd activar el H2 para la hidrogenación sobre Cu sin necesidad de utilizar altas presiones del mismo, además, al mismo tiempo se puede acoplar el reformado del glicerol, para producir H2 in situ. Todo esto debido a la existencia de un efecto sinergístico entre el Cu y el Pd. La conversión de glicerol incrementó con el aumento de Pd y Cu presente en los catalizadores. La mayor conversión (80%) se obtuvo con el catalizador 15Cu5PdNa, sin embargo, la mayor actividad catalítica en términos del TOF se alcanzó con el material 5Cu5Pd5Na. El rango de carga utilizado para el Cu y el Pd no afectó el tamaño de partículas y las propiedades texturales de los catalizadores, su efecto se basó principalmente en la formación de una aleación CuPd, el cambio de las propiedades electrónicas y la formación de diferentes tipos de configuraciones Cu-Pd en las partículas bimetálicas (aleación uniforme de Cu-Pd, aleación Cu shell/Pd core, Cu shell/Cu-Pd core  y partículas formadas únicamente por Cu o Pd).  Palabras clave: hidrodeoxigenación de glicerol; catalizadores bimetálicos de Cu-Pd; efecto sinergístico.  

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Hidrodeoxigenación de glicerol promovida por CuPd/TiO2-Na con diferentes contenidos Cu y Pd.

9.1. Hidrodeoxigenación de glicerol promovida por CuPd/TiO2-Na con diferentes contenidos Cu y Pd.

9.1. Hidrodeoxigenación de glicerol promovida por CuPd/TiO2-Na con diferentes contenidos Cu y Pd.

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