Catálisis, cinética y reactores

 

Combustión de tolueno en catalizadores de Pd y Pt soportados en γ-Al₂O₃ y γ-Al₂O₃-Ce

 

Toluene combustion on Pd and Pt catalysts supported on γ-Al₂O₃ and γ-Al₂O₃-Ce

 

J.M. Padilla¹*, G. del Angel², V. Bertin², A.J. Cortés-López¹, J.L.G. Fierro³ y M. Poisot¹

 

¹ Universidad del Papaloapan, Instituto de Química Aplicada, Circuito Central 200, Parque Industrial, 68301, Tuxtepec, Oaxaca, México. * Autor para la correspondencia. E-mail: jmpf33@hotmail.com

² Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa. Depto. de Química, Área de Catálisis, 09340, México DF, México.

³ Instituto de Catálisis Petroleoquímica. CSIC, Cantoblanco, 28049, Madrid, España.

 

Recibido 20 de Febrero de 2012
Aceptado 30 de Noviembre de 2012

 

Resumen

El presente trabajo reporta el estudio de la oxidación catalítica de tolueno (1400 ppm) en catalizadores de Pd y Pt soportados en alúmina promovida con 1 y 10% en peso de Ce. Los catalizadores se caracterizaron por: adsorción física de N₂ (BET), XRD, FTIR de piridina adsorbida, FTIR de la adsorción de CO, XPS y TPO. Los resultados mostraron disminución en el número de sitios ácidos con el contenido de cerio en el catalizador. Se observó una mayor dispersión en los catalizadores de Pd que en los de Pt. En los catalizadores de Pt sólo se detectaron especies de Pt⁰ mientras que en Pd se detectaron especies de Pd⁰ y Pd²⁺. En ambas series de catalizadores la combustión total se alcanzó a contenidos de 1% peso en Ce, catalizadores Pd/ACe1 y Pt/ACe1, a 300^oC. En el caso del Pd la combustión de tolueno dependen de las propiedades redox óptimas (Ce³⁺/ Ce⁴⁺, Pd⁰/ Pd²⁺) por lo que resulta importante el tiempo de activación del catalizador. La combustión catalítica de tolueno en Pt se vio favorecida en una superficie reductora por un proceso de demetilación. El depósito de carbono en el catalizador disminuyó con el contenido de cerio en el catalizador debido a las propiedades redox del óxido de cerio.

Palabras clave: catalizadores de Pd/γ-Al₂O₃-Ce, catalizadores de Pt/γ-Al₂O₃-Ce, combustión de tolueno, XPS de Pd y Pt, depósito de carbón, especies redox.

 

Abstract

This work reports the study of the catalytic oxidation of toluene (1400 ppm) on Pd and Pt catalysts supported over alumina promoted with 1 and 10 wt% Ce. Catalysts were characterized by: physical adsorption N₂ (BET), XRD, UV-VIS, FTIR of adsorbed pyridine, FTIR od the CO adsorption, XPS and TPO. The results showed a decrease in the number of acid sites with the loading of Ce in the catalyst. It was observed higher dispersion on Pd than on Pt catalysts. For Pt catalysts only Pt⁰ species was detected while in palladium catalysts Pd⁰ and Pd²⁺ species were observed. For both series of catalysts total combustion was reached on the catalysts containing 1% of Ce, Pt/ACe1, and Pd/ACe1 catalysts, at 300^oC. For Pd catalysts the maximum in activity depended on the redox optimal ratio (Ce³⁺/ Ce⁴⁺, Pd⁰/ Pd²⁺) ant the activation time for the calalyst was important. The catalytic combustion of toluene on Pt was favored on reduced surface through a process of demethylation. The depot of carbon on catalyst decreased with Ce contents due to redox properties of the cerium oxide.

Keywords: Pd/γ-Al₂O₃-Ce, Pt/γ-Al₂O₃-Ce, toluene combustion, XPS of Pd and Pt, depot of carbon, redox species.

 

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Agradecimientos

J.M. Padilla agradece a CONACYT por ser aceptado en el programa de retención Convocatoria: I0007-201001 Solicitud: 000000000149132 Modalidad: RB1. También Agradecemos al Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP) por el apoyo a la incorporación de Nuevos PTC con número de carta de liberación PROMEP/103.5/11 /4818.

 

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