Relación entre las propiedades físico-químicas y la actividad catalítica de sólidos con Mo, Bi-Mo o Pd, en distintas reacciones de oxidación (DO, OS y CCM)

Abstract

En los catalizadores constituidos por metales u óxidos metálicos soportados se ha observado una mayor dependencia de su actividad catalítica con las propiedades ácido-base y red-ox superficiales, así como de la naturaleza de las especies de oxígeno superficiales; siendo todas ellas, a su vez, dependientes de la naturaleza del soporte, del contenido del metal de transición (fase activa) presente en el sólido y de su dispersión.Por otro lado, las características de un catalizador se pueden modificar mediante la elección del método de síntesis, y de ellas, a su vez, dependen las propiedades catalíticas.Uno de los objetivos del trabajo fue el de preparar catalizadores MoOx/?-Al2O3 y MoOx/TiO2, con distintos contenidos de Mo, por el método sol-gel (no utilizado hasta el momento) y comparar sus propiedades fisico-químicas y catalíticas con la de otros catalizadores similares pero obtenidos mediante impregnación con heptamolibdato amónico de soportes (?-Al2O3 y TiO2) preparados por sol gel.Otro de los objetivos fue el de obtener un conocimiento más detallado del papel que ejerce la estructura del molibdato de bismuto, disperso o cristalizado sobre el TiO2, en la selectividad y actividad catalítica de la oxidación selectiva de propeno a acroleína. Para ello, se sintetizaron sólidos Bi-Mo-Ti-O, con distinto contenido de Bi-Mo-O, mediante el método sol-gel, para compararlos con otros, con contenidos análogos pero preparados por impregnación y coprecipitación, y calcinados a distintos tiempos.Por último, se realizó un análisis del comportamiento catalítico en la CCM a baja temperatura, de catalizadores de Pd soportado o incluido en ?-Al2O3 o TiO2 (efecto del método de preparación) y del pretratamiento de reducción de estos sólidos. Además se estudiaron las propiedades catalíticas de catalizadores de Pd soportado sobre los mismos óxidos, pero modificados mediante la inclusión de Zr por el método de grafting , y el efecto de la adición de CO2 en la alimentación.

It has been observed that the catalytic activity of solids composed by metals or metallic supported oxides principally depends on the surface acid-base and red-ox properties, as well as on the nature of the surface oxygen species, being all of them, in turn, dependent on the content of the transition metal (active phase) present in the solid and of its dispersion.On the other hand, the physicochemical properties as well as the catalytic activity of a solid can be modified by means of the choice of the preparation s method.One of the aims of this work was the synthesis by the sol-gel method (not used up today) of MoOx/?-Al2O3 and MoOx/TiO2 catalysts, with different Mo content and the comparison of their physicochemical and catalytic properties with those of other similar catalysts but obtained by means of impregnation of supports (?-Al2O3 and TiO2, prepared by sol-gel) with ammonium heptamolybdate.Another objective of this work was to obtain a more detailed knowledge of the bismuth molybdate structure, dispersed or crystallized on TiO2, when it was used as a catalyst for the selective oxidation (SO) of propene to acrolein. Bi-Mo-Ti-O solids were synthethized with different Bi-Mo-O loadings by the sol gel method, calcined during different times periods and tested in the SO of propene to acrolein. The selectivity and catalytic activity of these solids were compared with those of other ones obtained by impregnation or coprecipitation methods and with similar Bi-Mo-O loadings.In the last part of this work, the catalytic behaviour of Pd supported or included in ? Al2O3 or TiO2 (effect of the preparation s method) and the reduction pretreatment of these solids were analyzed in the catalytic combustion of methane (CCM). In addition, the catalytic properties in the CCM of Pd supported on ?-Al2O3 or TiO2 oxides modified by Zr grafting and the effect of the addition of CO2 in the feed were also analyzed.