EL INFLUENCIA DEL DOPAJE CON K2O y MgO EN EL CATALIZADOR CoMo-Cu/Al2O3 PARA LA HIDRODESOXIGENACIÓN DE GUAIACOL
DOI:
https://doi.org/10.15665/rp.v24i1.3787Palabras clave:
Catalizadores CoMo₆-Cu/Al₂O₃, K2O, MgO, fase Anderson Co-Mo, hidrodesoxigenación.Resumen
En esta investigación se analizaron las características texturales, estructurales y morfológicas, así como la actividad catalítica, de catalizadores CoMo₆-Cu/Al₂O₃ modificados con K₂O y MgO en la hidrodesoxigenación (HDO) de guaiacol. Los estudios BET revelaron que la incorporación de MgO disminuyó notablemente el área superficial (215 m²/g) y el volumen poroso (0.350 cm³/g) en comparación con el catalizador dopado con K₂O, que mostró valores superiores (252 m²/g y 0.432 cm³/g), probablemente debido a la obstrucción parcial de poros por MgO. Los patrones de difracción de rayos X confirmaron la presencia predominante de γ-Al₂O₃ en todas las muestras, detectándose fases cristalinas de MgO en Al₂O₃-MgO, mientras que K₂O no fue identificado en Al₂O₃-K₂O, indicando una alta dispersión superficial de este último. Las micrografías HRTEM evidenciaron una estructura laminar de MoS₂, con mayores longitudes de cristalitos (5.32 nm) y número de pilas (4.48) en el catalizador con MgO frente a 3.64 nm y 2.46 pilas en el dopado con K₂O, sugiriendo mayor cantidad de átomos activos en bordes y esquinas. En cuanto a la actividad, CoMo₆-Cu/Al₂O₃ mostró la mayor conversión de guaiacol (99.6%) y alta selectividad a fenol (74.5%), mientras que K₂O favoreció la formación de xileno (82.8%) y MgO incrementó la producción de cresoles (31.5%). Esto indica que el tipo de dopante afecta significativamente la estructura y comportamiento catalítico, modificando las rutas de reacción.
Citas
«“U.S. Energy Information Administration. Annual Energy Outlook 2022. Technical report, 2023.”,».
F. A. Agblevor, O. Mante, R. McClung, y S. T. Oyama, «Co-processing of standard gas oil and biocrude oil to hydrocarbon fuels», Biomass and Bioenergy, vol. 45, pp. 130-137, oct. 2012, doi: 10.1016/j.biombioe.2012.05.024.
P. Gallezot, «Conversion of biomass to selected chemical products», Chem. Soc. Rev., vol. 41, n.o 4, pp. 1538-1558, 2012, doi: 10.1039/C1CS15147A.
R. S. Andersen, W. Towers, y P. Smith, «Assessing the potential for biomass energy to contribute to Scotland’s renewable energy needs», Biomass and Bioenergy, vol. 29, n.o 2, pp. 73-82, ago. 2005, doi: 10.1016/j.biombioe.2005.04.004.
A. L. Sullivan y R. Ball, «Thermal decomposition and combustion chemistry of cellulosic biomass», Atmospheric Environment, vol. 47, pp. 133-141, feb. 2012, doi: 10.1016/j.atmosenv.2011.11.022.
W.-M. Xiong, Y. Fu, F.-X. Zeng, y Q.-X. Guo, «An in situ reduction approach for bio-oil hydroprocessing», Fuel Processing Technology, vol. 92, n.o 8, pp. 1599-1605, ago. 2011, doi: 10.1016/j.fuproc.2011.04.005.
V. N. Bui, D. Laurenti, P. Afanasiev, y C. Geantet, «Hydrodeoxygenation of guaiacol with CoMo catalysts. Part I: Promoting effect of cobalt on HDO selectivity and activity», Applied Catalysis B: Environmental, vol. 101, n.o 3-4, pp. 239-245, ene. 2011, doi: 10.1016/j.apcatb.2010.10.025.
Y. Han et al., «Hydrotreatment of pyrolysis bio-oil: A review», Fuel Processing Technology, vol. 195, p. 106140, dic. 2019, doi: 10.1016/j.fuproc.2019.106140.
J. Horáček y D. Kubička, «Bio-oil hydrotreating over conventional CoMo & NiMo catalysts: The role of reaction conditions and additives», Fuel, vol. 198, pp. 49-57, jun. 2017, doi: 10.1016/j.fuel.2016.10.003.
A. Centeno, E. Laurent, y B. Delmon, «Influence of the Support of CoMo Sulfide Catalysts and of the Addition of Potassium and Platinum on the Catalytic Performances for the Hydrodeoxygenation of Carbonyl, Carboxyl, and Guaiacol-Type Molecules», Journal of Catalysis, vol. 154, n.o 2, pp. 288-298, jul. 1995, doi: 10.1006/jcat.1995.1170.
T. Klicpera y M. Zdražil, «High surface area MoO3/MgO: preparation by the new slurry impregnation method and activity in sulphided state in hydrodesulphurization of benzothiophene.», Catalysis Letters, vol. 58, n.o 1, pp. 47-51, 1999, doi: 10.1023/A:1019036724583.
T. Klicpera y M. Zdražil, «Preparation of High-Activity MgO-Supported Co–Mo and Ni–Mo Sulfide Hydrodesulfurization Catalysts», Journal of Catalysis, vol. 206, n.o 2, pp. 314-320, mar. 2002, doi: 10.1006/jcat.2001.3488.
D. Ishutenko et al., «Potassium effect in K-Ni(Co)PW/Al2O3 catalysts for selective hydrotreating of model FCC gasoline», Applied Catalysis B: Environmental, vol. 203, pp. 237-246, abr. 2017, doi: 10.1016/j.apcatb.2016.10.043.
M. Breysse, J. L. Portefaix, y M. Vrinat, «Support effects on hydrotreating catalysts», Catalysis Today, vol. 10, n.o 4, pp. 489-505, nov. 1991, doi: 10.1016/0920-5861(91)80035-8.
X. Tao, G. Wang, L. Huang, X. Li, y Q. Ye, «Effect of Cu–Mo Activities on the Ni–Cu–Mo/Al2O3 Catalyst for CO2 Reforming of Methane», Catal Lett, vol. 146, n.o 10, pp. 2129-2138, oct. 2016, doi: 10.1007/s10562-016-1814-6.
E. Puello-Polo et al., «Dibenzothiophene Hydrodesulfurization Performance Over Hierarchically Porous NiMoS(Si,Zr)/Al2 O3 Catalysts», Ind. Eng. Chem. Res., vol. 63, n.o 19, pp. 8553-8565, may 2024, doi: 10.1021/acs.iecr.3c03242.
E. Puello-Polo, E. Marquez, y J. L. Brito, «One-pot synthesis of Nb-modified Al2O3 support for NiMo hydrodesulfurization catalysts», J Sol-Gel Sci Technol, vol. 88, n.o 1, pp. 90-99, oct. 2018, doi: 10.1007/s10971-018-4792-x.
M. Ayala-G, E. Puello P, P. Quintana, G. González-García, y C. Diaz, «Comparison between alumina supported catalytic precursors and their application in thiophene hydrodesulfurization: (NH 4 ) 4 [NiMo 6 O 24 H 6 ]·5H 2 O/γ-Al 2 O 3 and NiMoOx/γ-Al 2 O 3 conventional systems», RSC Adv., vol. 5, n.o 124, pp. 102652-102662, 2015, doi: 10.1039/C5RA17695F.
E. J. M. Hensen et al., «The Relation between Morphology and Hydrotreating Activity for Supported MoS2 Particles», Journal of Catalysis, vol. 199, n.o 2, pp. 224-235, abr. 2001, doi: 10.1006/jcat.2000.3158.
International Centre for Diffraction Data, «International Center for Diffraction Data® (ICDD®), Power Diffraction File, ICDD, Newtown Square, Philadelphia.»
V. N. Bui, D. Laurenti, P. Delichère, y C. Geantet, «Hydrodeoxygenation of guaiacol», Applied Catalysis B: Environmental, vol. 101, n.o 3-4, pp. 246-255, ene. 2011, doi: 10.1016/j.apcatb.2010.10.031.
M. Thommes et al., «Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report)», Pure and Applied Chemistry, vol. 87, n.o 9-10, pp. 1051-1069, oct. 2015, doi: 10.1515/pac-2014-1117.
International Center for Diffraction Data. X’pert HighScore Plus software v.3.0 PANalytical; PDF-2 database, Almelo, Netherlands.
S. Kasztelan, H. Toulhoat, J. Grimblot, y J. P. Bonnelle, «A geometrical model of the active phase of hydrotreating catalysts», Applied Catalysis, vol. 13, n.o 1, pp. 127-159, dic. 1984, doi: 10.1016/S0166-9834(00)83333-3.
M. Li, H. Li, F. Jiang, Y. Chu, y H. Nie, «The relation between morphology of (Co)MoS2 phases and selective hydrodesulfurization for CoMo catalysts», Catalysis Today, vol. 149, n.o 1-2, pp. 35-39, ene. 2010, doi: 10.1016/j.cattod.2009.03.017.
E. Puello-Polo, P. Betancourt, y F. J. Méndez, «Enhanced hydrotreating performance of hierarchical NiMo-S/Al2O3 catalysts through ZrO2 incorporation and template-driven structural modulation», Catalysis Today, vol. 443, p. 114973, ene. 2025, doi: 10.1016/j.cattod.2024.114973.
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