UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA

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PROYECTO TERMINAL

“SINTESIS Y CARACT€RIZACION DE CA TALIZADORES Pt/A1203 Y P t-Sn/Ai’03 ”

AUTOR: ADRIANA~ONILLA SANCHEZ

ASESOR: DRA. GLORIA A. DEL ANGEL MONTES

OCTUBRE 1996-JULIO 1997

SINTESIS Y CARACTERIZACION DE CATALIZAOORES Pt/AI20, Y Pt-Sn/A1203

Objetivo General: Estudiar las condiciones de preparación y caracterización de catalizadores

de Pt y Pt-Sn soportados en A1203.

Objetivos Específicos: a) Síntesis del catalizado monometálico de Pt/A1203 por el método de

impregnación. b) Síntesis de catalizadores bimetálicos por los métodos de impregnación y

coimpregnación. c) Caracterización de los catalizadores por diversas técnicas.

INTRODUCCION:

En los ~ O ' S , el platino soportado en alúmina llegó a ser el catalizador preferido para procesos comerciales. A finales de los 60's los catalizadores de reformación, bimetálicos y polimetálicos fueron ampliamente aceptados en operaciones comerciales debido a una superioridad en cuanto a sus cualidades. La combinación bimetálica Pt-Sn es usada para la reformación de nafta y en estudios de deshidrociclización.

La adición de un segundo metal como el Sn tiene un efecto benéfico sobre el comportamiento de catalizadores de reformación Pt/A1,03 mejorando la selectividad y estabilidad del sólido. La introducción del estaño tiende a aumentar la aromatización, inhibe el hidrocracking e isomerización y disminuye la formación de coque.

El sistema Pt/A1203 ha sido tema de estudio para muchos investigadores y en este sentido Beltramini y Martinelli ( 2 ) han estudiado el efecto desactivante de

diferentes parafinas, naftenos y aromáticos durante su reformación sobre este catalizador.

Se encontró que la formación de coque no está directamente relacionado al peso molecular de estos hidrocarburos, sino a su estructura o aquellos de sus productos principales.

Por otro lado H.Lieske y J . Volter (6) han mostrado interés por conocer cuál es el estado de oxidación del Sn en Pt-SdAl203 estos catalizadores utilizando TPR (reducción a temperatura programada) y adsorción de H2 y 0 2 . Con estos métodos ha sido detectada una reducción parcial de Snrv a Sn" y que el Sn" está aleado con el Pt. Adicionalmente han encontrado que la principal parte de Sn" es reducido sólo a Sn" y que la reducción de todo el Sn" es catalilzado por Pt.

La adición del Sn al Ptly-AlzO3 mejora la selectividad a aromáticos y la estabilidad del catalizador en las reacciones de reformación, sin embargo también se ha reportado que el sistema Pt-Sn presenta buenas propiedades de hidrogenación. Se reporta una mejora en la selectividad para la hidrogenación del grupo carbonil en la hidrogenación del crotonaldehído, concluyéndose que el sitio activo en el Pt-Sn está relacionado con una pequeña carga positiva del metal menos noble, mientras que la hidrogenación del enlace C=C ocurre principalmente en la superficie del metal puro.

catalizadores Pt soportados en Si02, q-AI203 y Ti02 en reacciones de hidrogenación en fase vapor de crotonaldehído, a bajas temperaturas y ba-jas conversiones, después de una reducción a alta o baja temperatura.

Se encontró que las energías de activación aparentes sobre polvo de platino, PtíSiO2 y Pt/q-A1203 , se deben probablemente a la hidrogenación del enlace olefínico en crotonaldehído, siendo la ruta de reacción predominante. Aunque el más importante resultado de este estudio es el marcado aumento en la actividad para la hidrogenacióndel enlace carbonil en el crotonaldehido cuando titania es usada como soporte.

En este trabajo se prepararán catalizadores de Pt y Pt-Sn los cuales serán caracterizados y se probará su actividad catalítica en la reacción de hidrogenación de crotonaldehído y de n-heptano.

M. Albert Vannice y B. Sen (9) han estudiado los

I. Catalizadores.

Tipos de Catalizadores. a)Catalizadores no soportados, usualmente son de la forma de metal

finamente divido que se estabilizan en solución por sustancias tales como goma arábiga o polivinil alcohol, como catalizadores coloidales u óxidos de metal que se usan en compuestos dificiles de hidrogenar.

b)Catalizadores Soportados. Son de mayor ventaja , ya que el soporte permite una mayor eficiencia en el USO del metal, por el incremento en la superflcie activa de metal y por facilitar la recuperación del metal. Tienen una gran resistencia al envenenamiento y el soporte da un control adicional sobre se1 ecti vi dad.

Cuando se depositan catalíticamente metales activos sobre un soporte tal como alúmina, carbón o sílica, pueden ser altamente dispersos tal vez como pequeños cristalitos a través del sistema poroso del soporte. Como resultado de esto se produce una gran superficie de metal activo en relación al peso de metal usado.

Soportes. La intención de soportar la fase activa es propiciar un aumento en el área

expuesta por dichas especies. Por lo tanto la dispersión de la fase activa se ve notablemente modificada cuando ésta se deposita sobre soportes de diferente naturaleza. A este fenómeno contribuye especialmente el área específica propia del soporte, que puede variar desde valores inferiores a Im2/g, en el caso del carbono de silicio hasta más de 1000m2/g, cuando se trata de algunos carbones activado s.

Pot otro lado se ha comprobado que en algunas circunstancias el soporte puede participar en una reacción, al ejercer una acción paralela y cooperativa con la fase activa (catalizadores bifuncionales). Asimismo, se ha demostrado la posible influencia, tanto química (reacción entre la fase activa y la superflcie del soporte), como flsica (cambios en la estructura de la fase activa) que ciertos soportes ejercen sobre los compuestos activos depositados en su superficie.

Los soportes que en general se usan en preparaciones de laboratorio son:

gel de sílice, alúmina, kieselguhr, piedra pómez (silicato de Na,K,Ca,Mg y Fe), Carbón, arcillas (silicatos de aluminio), etc.

Los materiales más empleados como soportes de fases activas en la producción industrial de catalizadores son: A1203, carbón activo y, recientemente zeolitas.

Las alúminas, en sus diversos tipos, desempeñan un papel sumamente importante en catálisis, ya que pueden manifestar actividad catalítica para la realización de ciertas reacciones (deshidratación, isoinerización). También pueden ser empleados como soportes de diversas entidades activas (metales, óxidos metálicos, sales, etc.).

Las formas a y y son las más utilizadas como soportes de catalizadores industriales. Sus superficies específicas suelen ser de alrededor de 1 y 300m2/g respectivamente.

El soporte puede también mejorar disipación del calor de reacción, retardar la sinterización de cristalitos de metal con la resultante pérdida de superficie activa y un incremento de resistencia al envenenamiento, prolongando así el tiempo de vida del catalizador. En catalizadores de reformación de petróleo , donde una baja concentración de platino es soportado sobre alúmina, ambos metal y soporte mejoran los sitios activos .

Sales metálicas. Cuando se preparan catalizadores, se involucra la elección de un

compuesto metálico que es colocado sobre el soporte y reducido al metal. Los factores que involucran la selección de un compuesto metálico son, la

disponibilidad de compuestos solubles y la razonable solubilidad en agua como por ejemplo:

Pt H2PtC16, [PtWH3)&12 Pd PdCl2 (en HCI)

Au HAuC14 Rh RhC13, ("4)3RhC16

El compuesto debe ser fácilmente adsorbido; la adsorción muy fuerte puede ser una desventaja, haciendo que la distribución sea difícil de alcanzar y

compuestos débilmente adsorbidos pueden ser lavados y perderse. La subsecuente movilidad durante el secado, calcinación y reducción es también una consideración para el control del tamaño del cristalito. El compuesto del metal adsorbido debe ser fácilmente reducido al metal.

11. Preparación.

Métodos de preparación. Existe una gran cantidad de literatura empírica acerca de la preparación de

catalizadores metal soportados. Muchas combinaciones de metal y soporte son posibles y los catalizadores pueden ser preparados por diferentes técnicas, por ejemplo, impregnación, adsorción de solución y coprecipitación y en base a esto la actividad catalítica puede ser sensible a detalles como fuerza de la solución, tiempo de contacto, lavado y método de reducción..

Los catalizadores industriales Pt/A1,03 son al menos, exclusivamente preparados por impregnación de gamma o eta alúmina con una solución acuosa de H2PtC16 . Con el fin de que haya sucjciente dilución, la impregnación procede como un verdadero proceso de adsorción. El (PtC16)'- es adsorbido sobre sitios ácidos de la alúmina hasta que el equilibrio es alcanzado. El número de aniones adsorbidos es del mismo orden de magnitud que el número de grupos hidroxilo por cm2 . Lo anterior indica una iiiteracción química directa con grupos funcionales en la superficie.

Si además la impregnación se realiza utilizando una solución de HCI, damos lugar a una adsorción competitiva entre C1- y (PtC16)2- . El dianión es adsosrbido rápidamente en la superficie del soporte y se propicia la fonnación de grandes cristales; esto es superado con la adición de HCI, la adsorción se hace más lenta y resulta en platino altamente disperso.

Después de la impregnación las muestras son usualmente secadas y calcinadas en temperaturas de cerca de 500°C y según Lietz se propone el siguiente esquema de reacción:

+ HzO -H2O (PtC16)2-s -+ { Pt"(0H)xClx) s -+ { Pt'vOxCly} s

300°C 500°C donde el índice 's'denota la formación de una superficie compleja con la

alúmina. Las reacciones propuestas son un intercambio de ligando hidrolitico en temperaturas medias y una deshidratación en 500°C. El complejo formado en alta temperatura podría tener la fórmula [Pt'V02C12]2-s , siendo doble coordinado por alúmina.

El metal depositado en técnicas catalíticas puede variar de 1 % o menos, hasta niveles en que el metal se encuentra no disperso en algún tipo de estabilizador.

Cuando un soporte poroso es adicionado a una solución que contiene el compuesto del metal activo en agitación, fuerzas capilares de tal vez varios cientos de atmósferas atraen el líquido en los poros y los componentes activos pueden ser adsorbidos sobre las paredes del poro.

La eliminación del solvente por evaporación, concentra la solución impregnada a un punto donde se inicia la cristalización de la sal del metal.

Características importantes de un catalizador. La primer característica es la naturaleza de las unidades de construcción

básicas que constituyen el sólido y su arreglo.La determinación de esta arquitectura debe ir lógicamente de rasgos inacroscópicos o características promedio a rasgos microscópicos o localizados.

Conociendo la composición global del sólido, el primer paso es descubrir la naturaleza de estas fases, entonces la investigación puede proceder hacia la descripción del tamaño y forma de las partículas de cada fase; y hacia el estudio de la posición mutua o distribución de las fases dentro del sólido. Llamando a esto la repartición de las fases.

Otras características que son interesantes de conocer son: Estructura del cristal en la superficie. Estado químico de los átomos en la superficie.

Areas superficiales. Forma y distribución de los poros. Estudios de los sitios ácidos o básicos de la superficie. Dispersión.

IV. Técnicas de caracterización.

Son procesos que nos permiten c'onocer características que pueden ser estudiadas o controladas en términos de propiedades de soporte, localización y dispersión del metal; y naturaleza de los componentes activos. Algunas de ellas son:

Espectroscopia de absorción atómica. La transición entre niveles de energía electrónicos de átomos es inducido por la absorción de fotones en el rango de frecuencia visible (longitudes de onda típicas de 200 a 1000nm). Estas líneas de absorción son típicas de cada átomo. Es una técnica muy común para medidas cuantitativas de composición atómica.

Espectroscopía infrarroja. La onda electromagnética incidente (longitud de onda típica de 2.5 a 25 pm) es absorbida sobre-excitando los modos de vibración molecular. La frecuencia de estas vibraciones depende de la naturaleza y enlace de las moléculas.

Drfracción de rayos-X. La Caracterización de una estructura cristalina por difracción de rayos->( pueden determinar la dispersión de una fase por análisis del ensanchamiento de los picos de refracción o la distribución de rayos-X en un ángulo pequeño.

Espectroscopía Mossbazrer. Un fotón de rayos-y de un núcleo radiactivo (emisor) puede ser absorbido por otro núcleo (el que absorbe) si las energías de transición correspondientes son propiamente igualadas. Esta equivalencia es la

obtenida al variar las velocidades relativas de los dos átomos (efecto Dopler). La energía de esta resonancia es afectada por la interacción de los núcleos con sus vecinos. Este fenómeno permite el estudio de el medio ambiente del emisor o del que absorbe, en el caso de átomos para los cuales un par emisor-receptor es disponible.

Quirnisorción .Este método se basa en general en el uso de la adsorción selectiva de una molécula de gas sobre los componentes activos de un catalizador soportado.

La cantidad adsorbida puede ser calculada de las variaciones de la presión de gas en un volumen calibrado (determinación voiumétrica) o de variaciones en el peso de el catalizador en un aparato de flujo estático o continuo (determinación gravimétrica). Un aparato de adsorción es estático cuando el gas está en contacto con la muestra del catalizador en sucesivas dosis, directamente o de forma capilar. En un aparato dinámico, el flujo de gas sobre la muestra es continuo durante la duración del experimento.

Con el procedimiento de titulación hidrógeno-oxígeno, el oxígeno es quimisorbido sobre la superficie del metal y removido por titulación con hidrógeno:

Pt (superficie) + 'h O2 --+ Pt-O(supeficie) Pt-O (superficie) + 3/2 Hl (gas) --+ Pt-H (superf) + HzO(superf)

Adsorción de Hidrógeno. Se utiliza para determinar el porcentaje de dispersión. Se utilizan inyecciones de volumen conocido de hidrógeno y medidas de presión correspondientes a cada volumen

PROCESO EXPERIMENTAL

PreDaración :

Inicialmente se calcina la alúmina requerida a 450°C durante 4h, en un flujo de aire a 60cm3/min.

a) Catalizador monometálico de Pt al 1%

Se hacen los cálculos necesarios para determinar la cantidad de HlPtC1,.6Hl0 que debe ser utilizada para tener el porcenta-je mencionado.

a Colocar la Alúmina en un matraz redondo y medir cierta cantidad de agua hasta cubrir.

Agitar media hora en el rotavapor.

0 Disolver el Pt en la cantidad de agua necesaria para disolver.

Agregar a la mezcla de alúmina y mezclar durante 3h.

Calentar a 60°C en un baño maría y con agitación hasta sequedad.

Posteriormente se deja en la estufa a 120°C durante 24hrs.

Se calcina a 450°C por 4h con flujo de aire a 60cm3/min.

Se reduce a 500°C por 5h con flujo de hidrógeno a 60cm3/min.

b) Impregnación Sucesiva. Catalizador Pt I % Sn0.3% /Alzo3

Se hacen los cálculos necesarios para determinar la cantidad de SnC14.5HzO que debe ser utilizada para tener el porcentaje mencionado.

Se disuelve la sal de Sn en HCI 0.1M

Se disuelve la cantidad necesaria del catalizador monoinetálico en HCI O. 1 M

0 Se mezclan ambas soluciones y se agita y evapora a sequedad en un baño de agua a 60°C

Se deja en una estufa a 120°C durante 24hrs.

0 Se reduce a 500°C durante 5h con flujo de hidrógeno a 60cm3/min.

c)Coimpregnación. Catalizador Pt 1 % SnO. 3% /A1203

Se hacen los cálculos necesarios para determinar la cantidad de HlPtC16.6H20 y SnCI4.5H20 que debe ser utilizada para tener el porcentaje mencionado.

Se disuelve la sal de Sn y la de Pt en HCI O. 1 M por separado.

Se disuelve la cantidad necesaria de alúmina en HCl O. 1 M

Se mezclan ambas soluciones y se agita durante 3h en el rotavapor.

Posteriormente se continúa la agitación pero se evapora a sequedad en un baño de agua a 60°C.

Se deja en una estufa a 120°C durante 24hrs.

Se calcina a 450°C durante 4h en flujo de aire a 60cm3/min.

Se reduce a 500°C durante 5h en flujo de hidrógeno a 60cm3/min.

Ca r a c te rizaci ón :

- O QuimisorciÓn.TitulaciÓn 02-Hz (Método Gravimétrico). Para este proceso utilizamos una electrobalanza CAHN 2002 modelo RG-HV(Ver Fig. 1 ) cuyo sistema de vacío alcanza 10e-7 torr. Este procedimiento se realiza con el objeto de medir el porcentaje de dispersión; se colocaron 300mg de muestra y se activaron a una temperatura de 400°C con flu-io de hidrógeno a 60cm3/min durante 1 h. Posteriormente se aplica vacío, manteniendo la temperatura de reducción 1 h . Pasado este tiempo se disminuye la temperatura a 70°C y se inician las inyecciones de 0 2 , H2 y CO en este orden.

Para calcular la dispersión se tomó en cuenta la siguiente estequiometría:

Pt + H + Pt-H

Pt + '/2 0 2 + Pt-O

y consideramos que la relación Pt/CO es de 1

Ouimisorción de hidrógeno (Método Volumétrico). Como técnica adicional para determinar dispersión y verificar los resultados obtenidos por quimisorción. Se traba-jó con muestras de 300mg se realiza la reducción a 400°C por l h y con un flu-jo constante de hidrógeno igual a lcin3/s. Transcurrido este tiempo se interrumpe el paso de hidrógeno y se efectúa vacío durante una hora. Después se disminuye la temperatura a 70°C y se hacen inyecciones de un volumen conocido de hidrógeno para tomar lectura de presión cuando se llega al equilibrio.

Para obtener el valor de la dispersión se hace una isoterma de N vs.P, donde N es el número de moles de hidrógeno adsorbidos y P es la presión en torr,ambos en el equilibrio. De este gráfico se obtiene el número de moles adsorbidos en la monocapa por extrapolación a presión cero, y se utilizan las sigui entes ecuaciones :

átomos-gramo = (Yometal / 100) (1 / P.A.ineta1) (masa de catalizador)

%D = (n x A) x 100 / átomos-gramo

Donde:

%D = porcentaje de dispersión

n = no. de moles de hidrógeno quimisorbidos a presión cero

A = no de sitios activos ocupados por una molécula quimisorbida.En este caso igual a 2 para el platino.

Absorción atómica. Se realizó con el objeto de determinar la cantidad real de platino y estaño en los catalizadores

Fig. 1

e

e

I

J C

f

b

1

d d

a. Bomba mecánica b. Bomba de difusión c. Trampas d. Mercurio e. Válvulas f. Manómetro g. Canastillas de muestra y contrapeso h. Control de la balanza i. Integrador

e

BALANZA

7

II I I

Reacción:

El proceso se lleva a cabo de la siguiente manera:

Se monta un sistema que consta de un saturador de vidrio conteniendo el crotonaldehído y por el cual puede fluir una corriente de gas; este satwador a su vez está unido a un microreactor de vidrio que contiene determinada cantidad de catalizador y por el que pasa una corriente continua ya sea de hidrógeno o de reactivo. Los productos de salida se analizan en un croinatógrafo de gases (Fig 2) *

Reacción de Crotonaldehído: Inicialmente se activa el catalizador con un flujo de H2 = lcm3/s a 400°C durante una hora, después de este tiempo la temperatura se disminuye a 80°C y se inicia la reacción tomando en cuenta que el crotonaldehído debe estar a 0°C donde presenta una presión de vapor igual a 9.1 1 torr.

Para determinar el valor de la energía de activación, además de efectuar la reacción a 8OoC, también se lleva a cabo a temperaturas de 100. 90,70 y 60°C El procedimiento es el mismo para todos los catalizadores y mediante los análisis de croinatografía podemos determinar si, las variables como son el flujo de H2 y cantidad de catalizador pueden ser modificadas para obtener mejores resultados en la reacción.

Reacción de n-Heptano: Inicialmente se activa el catalizador con un flujo de H2 = lcm3ís a 500°C durante una hora, y se inicia la reacción tomando en cuenta que el n-pentano debe estar a 0°C donde presenta una presión de vapor igual a 1 1 torr.

El análisis de los productos se lleva a cabo en un cromatógrafo Varian Star 3400 CX con una columna capilar DB-WAX 30m x 0.530mm x 1 .Opm.

Fig. 2

f e

u

a J

Sistema de reacción catalítica.

a) Gas hidrógeno, aire y nitrógeno. b) Saturador con reactivo en baño de hielo c) Reactor diferencial de lecho fijo. d) Llaves de cuatro vías. e) Reostato. f ) Homo eléctrico. g) Termopar. h) Cromatógrafo. i) Integrador.

RESULTADOS Y DISCUSION:

CATALI- Z4DOR

I

TABLA 1 Características de Catalizadores de Pt y Pt/Sn Soportados en Ai203

O h DISPERSION ‘10 DISPERSION CANTIDAD CANTIDAD %DISPERSION TITULACION co DE Pt DE Sn (Volumetría) Hz

0 2 - 8 2 (%peso) (Yopeso) I O0 9 1.46 0.9 15 0.0 85.28

I1

I11

51.01 56.76 0.9 I 5 0.445 63.96

54.47 36.79 1.1575 0.2575 56.85

I . Pt i%/A1203 11. Pt 1 %Sn 0.3% / A1203 Impregnación Sucesiva. 111. Pt 1 %Sn 0.3% / A1203 Coimpregnación.

Area Superficial: Alúmina calcinada a 450°C Area BET = 267 m2/g Volumen del microporo = 0.009642 cm3/g Area del microporo = 26.06 m2/g Area superior externa = 24 1.7 1 m2/g

Reacción de n-pentano:

Cataliza dor

I

TABLA 2 Actividad y Selectividad del n-heptano en catalizadores de Pt y Pt-Sn

soportados en A1203

%Conver- Velocidad TOF sión m0üg.s x10-3s-'

3 1.57 9.7E-6 120 49.9 c, -c4 cs - c,

5 . 5 1

Benceno Tolueno 14.22 30.37

1 I I I I

I1

111

Iv

20.0 6.1E -6 220 26

40.0 1.23E-5 420 30.5

20.4 6.26E-6 ----e 26.6

I . Pt 1%/A1203

11. Pt 1 ?hSn 0.3% / A1203 Impregnación Sucesiva. 111. Pt 1 YoSn 0.3Y0 / A1203 Coimpregnación IV Catalizador industrial 0.37%Pt 0.37%Sn /A1203

' 2.7 10.8 60.0 I I I I

Reacción de Crotonaldehído:

Catalizador Velocidad Ea m ol/g .s Kcal/m ol

I I . 36e-6 8.34

IA I . 5 14e-7 8.5

so9ortados en A1203

Selectividad

Hidrocarb. Butirald. n-Butanol A. Crotílico ------- 93.39 1.9 4.7 1

29.77 53.33 1 O. 83 6.07 I L I I I I I

IA Pt-Sn/A1203 relación molar 1 / 1 (2.44%Pt y 1.48V)Sn). Preparado por método de coimpregnación, tomado como referencia de trabajos anteriores.

En la tabla 1 se reportan las características de los catalizadores de Pt y Pt- Sn.

Los cataiizadores monometálicos de Pt muestran una muy buena dispersión por las tres determinaciones realizadas, es decir, que tenemos partículas pequeñas del orden de 10-12 A .

El catalizador bimetálico preparado por impregnación sucesiva (11) se obtuvo tomando como base el catalizador de Pt/A1203 ( I ) . La adición del estaño provocó una disminución de la accesibilidad de los átomos de platino. La dispersión oscila entre 5 1 y 64% de dispersión.

El catalizador bimetálico preparado por coimpregnación de las dos sales metálicas, presentó una accesibilidad muy parecida al catalizador preparado por impregnación sucesiva, esto por quimisorción de hidrógeno y titulación 02-Hl mientras que por adsorción de CO esta es menor. La estequiometría CO/M=I

fue considerada para realizar los cálculos de accesibilidad, es posible que la estequiometria de adsorción cambie con la presencia de Sn debido a una interacción diferente del Pt y Sn en este catalizador.

Las propiedades catalíticas de los catalizadores Pt y Pt-Sn son reportados en la tabla 2 . Se observa una menor actividad del catalizador monometálico con respecto a los bimetálicos y de estos, el preparado por coiinpregnación, es el que presenta mayor actividad. Con respecto a la selectividad podemos observar que la adición de estaño al Pt en (11) provoca una disminución de los productos de hidrogenólisis C I-C4 con respecto al platino de aproximadamente la mitad favoreciendo la reacción de deshidrociclizacibn obteniéndose más tolueno, el cual se incremeta al doble. La producción de benceno y productos C5-C,, también se ve disminuida. El catalizador preparado por coimpregnación tiene un comportamiento intermedio entre el monometálico y el bimetálico preparado por impregnación sucesiva. Se observa un ligero incremento hacia benceno en este cata1 izador .

Con el objeto de comparar las propiedades catalíticas de estos catalizadores con un catalizador industrial se llevó a cabo la reacción de n- heptano en el catalizador industrial de 0.37% en Pt y 0.37% en Sn . Los resultados están reportados también en la tabla 2 . Observamos que el comportamiento del catalizador industrial es el mismo que para el catalizador preparado por impregnación sucesiva, Esto es, la velocidad y el patrón de selectividad es el mismo en ambos casos. La reproducción de las propiedades cataliticas de un catalizador industrial en una preparación nuestra nos indica que las condiciones empleadas en la preparación son las adecuadas,

Las propiedades hidrogenantes del sistema Pt-Sn se probaron en la reacción de crotonaldehído. Esta se llevó a cabo en el catalizador monometálico de Pt y en uno bimetálico Pt-Sn; los resultados se reportan en la tabla 3.

Se observa que la actividad disminuye con la presencia de Sn, la energía de activación es la misma lo que indica que el mecanismo es el mismo.

Con la adición del Sn se observa un cambio en el patrón de selectividad. La selectividad hacia el burtraldehido disminuye en el bimetálico Pt-Sn, incrementándose los productos de hidrogenólisi, así mismo se incrementan ligeramente la hidrogenación del enlace C=O (formándose alcohol crotilico) y la

formación de butanol. Este catalizador de Pt.Sn fue preparado por coimpregnación y comparando los resultados de este catalizador en la reacción de n-heptano nos damos cuenta que la reacción de hidrogenólisis, rompimiento de enlaces C-C es muy favorecida en este método de preparación. Es probable que la interacción del Pt y Sn en este catalizador sea diferente al que se obtiene cuando se prepara por impregnación sucesiva en donde la hidrogenólisis se ve disminuida (reacción de n-heptano).

Se ha reportado que la hidrogenación del enlace C=O es ampliamente favorecida por una carga positiva del Sn'(el cual no reduce totalmente) (7). Sin embargo en este caso el incremento de selectividad no es tan importante con respecto al inonometálico lo que indicaría que en este caso el Sn presenta probablemente un alto grado de reducción.

El catalizador de Pt-Sn preparado por impregnación sucesiva favorece la deshidrociclización,así mismo reduce la formación de benceno y el hidrocracking. Esto significa que probablemente los grandes conglomerados de Pt , donde la hidrogenólisis es favorecida, son disminuidos por el Sn, formando conglomerados más pequeños de Pt, donde la deshidrociclizaciQn se lleva a cabo; esto explica la mayor selectividad hacia la fonnación de tolueiio y menor hidrogenólisis en este catalizador.

CONCLUSIONES: El catalizador de Pt-Sn preparado por impregnación sucesiva produce

menos benceno y productos de hidrogenólisis y, adicionalmente una mayor formación de tolueno que el catalizador monometálico y el bimetálico preparado por coimpregnación .

El comportamiento del catalizador Pt-Sn preparado por impregnación sucesiva es comparable al catalizador de Pt-Sn industrial.

El catalizador Pt-Sn preparado por coimpregnación incrementa ligeramente la hidrogenación del enlace C=O y la hidrogenólisis con una disminución hacia la formación de butiraldehido con respecto al monometálico de Pt.

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Ad Aana $anilla Sanchez //

ASESORA