Catalizadores de Rh-soportado y su aplicación en la hidrogenación de crotonaldehído

Catalysts and its application on crotonaldehide hidrogenation

La finalidad de la presente tesis doctoral es utilizar unos nuevos materiales basados en arcillas modificadas (arcillas transformadas en productos zeolíticos y en PILC´s) y nuevos materiales de síntesis MCM-41 como soportes de catalizadores de Rh (rodio), solo o promovido con Sn (estaño), para la hidrogenación de crotonaldehído en condiciones suaves. Se pretende estudiar el efecto que la naturaleza del soporte pueda causar sobre la actividad/selectividad de la mencionada reacción.

Se han sintetizado y caracterizado catalizadores Rh soportado (sólo o promovido con Sn) utilizando diferentes tipos de soportes. Como soportes de catalizadores se utilizaron tanto materiales microporosos, silicatos laminares (bentonitas) de distinta procedencia y bentonitas modificadas mediante la introducción de pilares (PILCs) o transformadas en productos zeolíticos; como materiales mesoporosos, MCM-41, con una o dos fuentes de silicio.

Los mencionados catalizadores han sido aplicados en la hidrogenación de crotonaldehído, en fase gaseosa y condiciones suaves, de alto interés tanto académico como industrial en química fina, farmacéutica y alimentaria. Se han analizado y discutido la actividad/selectividad en relación con las diferentes características de los soportes y las distintas condiciones de trabajo como: temperatura de reducción del Rh, temperaturas de reacción, y presencia de estaño como promotor.

Se han caracterizado los soportes y catalizadores mediante diferentes técnicas nstrumentales UV-Vis, ATG/DTG, DRX, isotermas de adsorción-desorción de N2, quimisorción de O2/H2, quimisorción de NH3, adsorción-desorción de piridina mediante espectroscopia IR-TF, XPS y se utilizó la cromatografía de gases para la hidrogenación de crotonaldehído.

Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que tanto las arcillas de partida como las modificadas (con pilares o bien transformada en zeolitas) y materiales MCM-41, han resulta do soportes idóneos para la formación de catalizadores heterogéneos de Rh y de Rh promovido con Sn, habiéndose generado, por tanto, nuevos materiales de alto valor añadido para el caso de las arcillas modificadas y nuevos retos de aplicación para los nuevos nanomateriales MCM-41.

Así mismo se constata que la adición de Sn como promotor, modifica la conversión a todas las temperaturas de reacción, obteniéndose para todos los catalizadores, mayor selectividad hacia alcohol crotílico que en ausencia de Sn. En resumen, a lo largo de este trabajo se han logrado preparar catalizadores metal soportados utilizando unos nuevos soportes de catalizadores que muestran, generalmente, alta selectividad hacia alcohol crotílico en la hidrogenación de crotonaldehído, en condiciones suaves y a presión atmosférica, condiciones usuales de trabajo en la industria de química fina, farmacéutica y alimentaria, donde tiene mayor repercusión la aplicación de la reacción estudiada...