Estudia el comportamiento de catalizadores del sistema Ni-Fe soportado sobre aerosil. Los catalizadores fueron preparados al 9,09 % W de contenido metálico. El método utilizado fue el de impregnación secuencial a partir de las sales de los nitratos respectivos, y a fracciones molares respecto al níquel entre 0,00 y 1,00; seguido de secado, calcinado y reducción con hidrogeno. Los catalizadores se caracterizaron mediante las técnicas: Absorción atómica, Difracción de rayos X, Reducción a Temperatura Programada, Microscopia Electrónica de Transmisión y Isotermas de Adsorción de N2 a 77 K. El análisis de la actividad de los catalizadores se realizó en un reactor batch, a 455 K, 500 r.p.m. y un flujo de 200 mL/min de hidrógeno por un periodo de tiempo de 4 horas. Las medidas de actividad se determinaron mediante índice de iodo y cromatografía de gases. Resultando una mayor actividad en el catalizador con fracción molar de 1.0 con respecto al níquel, en el cual se observa una disminución del índice de yodo del aceite de sacha inchi de 190,4 a 126.8; Igualmente se observa disminución del ácido linolénico que cambia de un 43.2% a 1,0 %. / Tesis

D.L. A 128-2008

Este trabajo se centra en el estudio de las interacciones entre dos fases metálicas, el platino y el estaño, soportados sobre dos materiales que establecen distintas interacciones con las fases metálicas soportadas sobre ellos. Se eligió el Pt porque es un metal noble que se utiliza como catalizador en numerosas reacciones catalíticas. El estaño puede actuar como promotor del platino de manera que los sistemas bimetálicos basados en Pt-Sn han sido ampliamente investigados debido a sus buenas cualidades como catalizadores en procesos como el reformado de petróleo o reacciones de hidrogenación y deshidrogenación. Como soporte de estas fases activas se estudiaron dos materiales distintos: tela de carbón activo y óxido de titanio. Los carbones activados en forma de fibras y telas añaden a las ventajas de los carbones activos tradicionales otras como son mayor eficiencia de contacto y muy baja pérdida de carga, lo que abre un nuevo y muy interesante campo de investigación para la aplicación de estos materiales como soporte de catalizadores. Por otra parte, el estudio del óxido de titanio resulta interesante debido a que se produce entre este soporte y el platino una fuerte interacción metal-soporte. Este efecto, que no ha sido del todo clarificado aun, altera las características de los catalizadores y su influencia en la actividad catalítica final. / This work is related to the study of two metallic species interaction, platinum and tin, supported on different materials in such away that they establish separated kind of interaction. Platinum was chosen since is the one used in several catalytic reactions. Tin can act as a platinum promotor in such a way that Pt-Sn bimetallic systems have been widely investigated due to its good performance catalysts on reactions as fuel reforming o hydrogenation and dehydrogenation reactions. Two different materials were used as support for this catalyst: activated carbon cloth and titanium oxide. Activated carbon in the form of cloth adds to the well known characteristics of typical activated carbon, the improvement of a higher contact efficiency and adsorption rate and a low pressure drop on reaction conditions, which opens a new and very promising area of research to apply these materials as catalysts supports. On the other side, the study of titanium oxide is very interesting due to the effect of strong metal-support interaction produced between platinum and its support. This effect, no completely understood, changes the catalysts characteristics and affects to its final catalytic activity.

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Este trabajo ha sido posible gracias a la financiación por parte del Ministerio de Ciencia y Tecnología (proyecto BQU2001-0724-02-01), así como por una beca predoctoral concedida por la Oficina de Ciencia i Tecnología de la Generalitat Valenciana.

Ministerio de Ciencia y Tecnología (proyecto BQU2001-0724-C02-01 y CTQ2004-00808/BQU).

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El principal objetivo de esta tesis era la obtención de forma sostenible de arcillas mesoporosas del tipo hectorita, utilizando ultrasonidos en la mezcla de reactivos y microondas en el tratamiento hidrotérmico para disminuir los tiempos de síntesis, obteniéndose materiales con interesantes características con un menor coste energético. Posteriormente estas hectoritas mesoporosas se utilizaron como soportes de catalizadores de cobre, que se probaron en la reacción de hidrogenólisis de glicerol, obtenido como subproducto del biodiesel, para la obtención de un producto de mayor valor añadido como el 1,2-propanodiol. Consiguiéndose conversiones de 61,4% en 8 h de reacción y altas selectividades hacia el 1,2-propanodiol (90-99%), resultados que son mejores que los descritos en la literatura gracias al efecto de los soportes sobre el cobre.

En el presente trabajo se estudió la cinética de la producción de hidrógeno mediante reformado con vapor de metanol (SRM) en catalizadores de Cu/ZrO2. Se analizó aplicando un modelo cinético propuesto por Purnama y cols., que considera las reacciones de SRM y water gas shift reverse (rWGS) para un catalizador comercial, CuO/ZnO/Al2O3. En una primera etapa, se aplicó el método diferencial a los datos experimentales, considerando un orden global igual a uno basado en la bibliografía, para calcular el orden parcial del metanol y el orden parcial del agua de forma indirecta. Se estimaron los parámetros cinéticos observables, energía de activación y factor de frecuencia. Previo a utilizar este modelo fue necesario validarlo, lo que arrojó un valor parcial del agua similar al de la bibliografía y una constante cinética en torno a un orden de magnitud por sobre lo esperado. Luego, se aplicó el modelo a los datos experimentales obtenidos en el laboratorio de Catálisis, teniendo la referencia de la validación. Si bien, el orden de reacción parcial registrado discrepó notablemente a lo reportado, la constante cinética se mantuvo en valores similares a la validación, un orden de magnitud más. Se concluyó que para el catalizador estudiado en las condiciones de operación de este laboratorio, el modelo no presentó un ajuste favorable para los datos experimentales. Considerando lo anterior, se propone estudiar la cinética a través de mecanismos de reacción por adsorción de una de las especies, como el mecanismo de Eley Rideal. Esto requerirá un número adecuado de experiencias para la determinación de los parámetros requeridos por la ley de velocidad general, para el control de la reacción química aplicando el método de velocidades iniciales. En este caso se deben utilizar los rangos de temperaturas que garanticen la ausencia de monóxido de carbono en la salida, donde la reacción que estaría dando cuenta del mecanismo sería el SRM por sobre la descomposición de metanol, la WGS o la rWGS.

El trabajo de tesis doctoral que se presenta a continuación tiene como objetivo el estudio de las reacciones participantes en el proceso del reformado catalítico, utilizando principalmente las reacciones de descomposición de metanol y desplazamiento de agua sobre catalizador de cobre soportado en óxido de circonio (circonia). En este trabajo se considera el uso de herramientas teóricas tales como Energía, Fuerza, Flujo electrónico de reacción, y descriptores derivados desde la teoría de funcionales de la densidad, para comprender la reactividad del catalizador y el soporte frente a las reacciones en estudio y así explicar procesos observados experimentalmente para estos sistemas. En una primera etapa se estudió la reacción de descomposición de metanol utilizando un catalizador modelo de CuO el cual permite establecer el estado de oxidación de la especie activa. Luego, en una segunda etapa del trabajo de tesis, es investigado el soporte considerando las fases monoclínica y tetragonal del óxido de circonio, en la cual no es incluido el catalizador. Luego es evaluado el efecto de ambos polimorfos en la reacción de desplazamiento de agua, lo que nos permite comprender la acción del soporte en el proceso de reformado de metanol. Finalmente, se realiza un estudio con ambas reacciones incorporando el catalizador cobre en el soporte utilizando ambas fases de ZrO2. Los resultados muestran que, cuando hay actividades electrónicas, el Cu tiende a reducir su carga, lo cual indica que Cu debe reducir su carga para que las reacciones ocurran. Por otro lado, el análisis del soporte muestra que el sistema monoclínico presenta interacciones más fuertes, lo cual permite adsorber mejor las especies y así generar intermediarios más estables, mientras que el sistema tetragonal, al no presentar interacciones fuertes, favorece la deshidrogenación. Finalmente, la incorporación del Cu al soporte nos confirma que la especie Cu es reducida para permitir el proceso. Por otra parte, a través del índice dual es posible explicar el proceso de la deshidrogenación, puesto que se propone que las zonas cercanas ricas en cargas negativas, permiten la migración de H a las vecindades del Cu, donde se recombina produciendo H2. Finalmente, se encontró que la incorporación de Ni deja inalterada la acción del catalizador, observándose un comportamiento similar al soporte sin metales. Se concluye que mediante herramientas teóricas es posible comprender procesos complejos como el de las reacciones participantes del reformado de metanol, puesto que nuestros modelos responden de forma satisfactoria observaciones experimentales.