Síntesis de coloides de AU, IR e IR-AU y su estudio en la hidrogenación de acroleína en fase gas

Colloids sybthesis of Au, Ir and Ir-Au and its study on hydrogenation of acrolein in gas phase

Estudiamos la síntesis de catalizadores coloidales de Au, Ir e Ir-Au, soportados en TiO₂. Los sólidos obtenidos fueron caracterizados por difracción de rayos X (XRD), reducción a temperatura programada (TPR), fisisorción de nitrógeno, quimisorción de hidrógeno y microscopia electrónica de transmisión (TEM). La actividad catalítica se evaluó en la hidrogenación selectiva de acroleína en fase gas. Los resultados de caracterización indicaron que las partículas metálicas no estaban completamente reducidas, por lo que fue necesario un posterior tratamiento térmico de reducción a 773 K, tratamiento que no afectó el tamaño de partícula obtenido por microscopia electrónica de transmisión. La adición de iridio a oro incrementó la capacidad de disociación de hidrógeno con respecto al catalizador de oro monometálico y mejoró su actividad catalítica en la hidrogenación selectiva del grupo C=O de la acroleína.

INTRODUCCIÓN

Dentro de las reducciones quimioselectivas de aldehídos a,B-insaturados, se convierte en un gran reto científico la hidrogenación del enlace C=O en la molécula de acroleína. La ausencia de sustituyentes en el enlace C-C, desfavorece la adsorción preferencial del grupo C=-O, la reducción de acroleína produce una baja selectividad en comparación con las moléculas de crotonaldehído, citral y cinamaldehído [1]. Un enfoque útil es el uso de catalizadores de oro soportado, que han mostrado favorecer la conversión hacia los alcoholes insaturados en las hidrogenaciones selectivas [1 - 8]. Sin embargo, la capacidad de disociación de hidrógeno en los catalizadores de oro es menor comparada con los metales del grupo 8-10 [9, 6]. Por tanto, la modificación de partículas de oro por un segundo metal que favorezca la velocidad de disociación de hidrógeno molecular y además incremente la actividad catalítica del oro, es un aspecto interesante en catálisis heterogénea, por esto ha sido de provecho el estudio de partículas bimetálicas de Ir-Au soportadas [1O, 11].

Porotra parte, el control enla formación de clusters de Au”, permite investigar la dependencia del tamaño de partícula en el comportamiento catalítico, generalmente los catalizadores de oro soportado son sintetizados por impregnaciónincipiente [12], deposición-precipitación [13] ocoprecipitación [5], mostrándose en estos métodos que el soporte influye drásticamente en la formación de los clusters de oro [7]. Una metodología interesante es la síntesis de coloides metálicos [14 - 16], que por reducción química de sus sales precursoras, presentan tamaños de partícula independientes del soporte. Para prevenir la agregación de las nanopartículas metálicas, son empleados agentes estabilizantes, pero muchas veces estos interfieren en la selectividad obtenida [17].