Oxidación selectiva de glicerol empleando catalizadores de Pt y Pd soportados en zeolitas ZSM-11

Abstract

Se sintetizaron zeolitas microporosas del tipo ZSM-11, con estructura MEL, por cristalización hidrotermal. Estos materiales fueron modificados con la incorporación de metales nobles como Au, Pt y Pd, por impregnación en humedad incipiente a 80°C. Luego, se agregó un promotor de Bismuto (1% p/p) por el método de co-impregnación. Por otro lado también, se incorporó Au (2% p/p) por impregnación simultánea, a los catalizadores mono metálicos de Pt y Pd soportados, para evaluar el efecto combinado de estos metales. Después de esto, se realizaron tratamientos térmicos de desorción y calcinación para remover los restos de sales precursoras. Finalmente, todos los catalizadores fueron caracterizados por Difracción de Rayos X (DRX), área superficial BET, y mediante FTIR con adsorción de piridina para estudiar la fuerza acida de los mismos. Todos los materiales sintetizados y modificados fueron evaluados en la oxidación catalítica de glicerol (GLY). De las distintas alternativas existentes en la revalorización de GLY, nos hemos centrado en la oxidación selectiva en fase liquida, con el fin de obtener productos de mayor valor agregado. En este trabajo se evalúan las zeolitas ZSM-11 mono y bimetálicas en la oxidación selectiva de GLY empleando O2 puro como oxidante, obteniéndose valores de conversión del orden de 64% mol, con un catalizador mono metálico de Pt-ZSM-11, y una selectividad a Ácido Láctico (LA) del 21% mol. Este resultado mejoró empleando unos catalizadores bimetálicos de Au-Pt-ZSM-11 obteniéndose selectividades a LA del 45 % mol.

Microporous zeolites of the type ZSM-11, with MEL structure, were synthesized by hydrothermal crystallization. These materials were modified with the incorporation of noble metals such as Au, Pt and Pd, by impregnation in incipient humidity at 80 ° C. Then, a Bismuth promoter (1% w / w) was added by the co-impregnation method. On the other hand also, Au (2% w / w) was incorporated by simultaneous impregnation, to the supported Pt and Pd mono metal catalysts, to evaluate the combined effect of these metals. After this, heat treatments of desorption and calcination were performed to remove the remains of precursor salts. Finally, all the catalysts were characterized by X-ray Diffraction (DRX), BET surface area, and by FTIR with pyridine adsorption to study their acid strength. All synthesized and modified materials were evaluated in the catalytic oxidation of glycerol (GLY). Of the different alternatives existing in the revaluation of GLY, we have focused on the selective oxidation in liquid phase, in order to obtain products with greater added value. In this work, the mono and bimetallic ZSM-11 zeolites are evaluated in the selective oxidation of GLY using pure O2 as oxidant, obtaining conversion values of the order of 64% mol, with a mono-metallic catalyst of Pt-ZSM-11, and a Lactic Acid (LA) selectivity of 21% mol. This result was improved using bimetallic catalysts of AuPt-ZSM-11 obtaining selectivities at LA of 45% mol.