Hidrodeoxigenación de eugenol empleando catalizadores bifuncionales Ni-Pd y Ni-Pt sobre arcillas pilareadas con circonio
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En el presente trabajo se evaluaron catalizadores bifuncionales mono y bimetálicos de Ni, Pd y Pt, empleando cargas metálicas totales menores al 3 % en peso soportados en arcillas pilareadas modificadas con cationes de circonio en la reacción de hidrodeoxigenación de eugenol a condiciones medias de presión y temperatura, 3 MPa y 573 K. Los catalizadores fueron sintetizados a través del método de impregnación en estado sólido y se caracterizaron textural y estructuralmente a través de fisisorción de N2 y difracción de rayos X. El catalizador monometálico que presentó mayor actividad fue el de Pd con un contenido de metal del 1 % peso, k= 4.94 x10-2 min-1, además alcanzó una conversión del 99.98 % a los 75 min de reacción y selectividades a 4-propilfenol y propil-ciclohexano de 22 y 29 % molar, respectivamente. Para el caso de los catalizadores bimetálicos, el más activo fue 1Ni1Pd, k= 3.83 x10-2 min-1 con una conversión del 99.6 % a los 105 min y selectividades a 4-propilfenol y propil-ciclohexano de 14 y 31 % molar, respectivamente, proveniente de las reacciones de desmetoxilación e hidrodeoxigenación. Además, se encontró que la relación molar H/C empleando el catalizador 1Pt fue igual a 1.93 cercana a la encontrada en combustibles de aviación comerciales (1.98) o incluso mayor a la de biocombustibles de aviación reportados en la literatura (1.37).
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. Asimismo, asumen el compromiso sobre cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de responsabilidad a la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Además, se establece que los autores pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Citas
C. Kordulisa et al. “Development of nickel-based catalysts for the transformation of natural triglycerides and related compounds into green diesel: a critical review”, Applied Catalysis B: Environmental, 181,156–196, 2016. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.07.042
A. Kumar et al. “Alternative biomass from saline and semiarid and arid conditions as a source of biofuels: Salicornia”, Biofuels: Greenhouse Gas Mitigation and Global Warming: Next Generation Biofuels and Role of Biotechnology, 229–240, 2018. Springer India. https://doi.org/10.1007/978-81-322-3763-1_13
A. Sullivan et al. “Thermal decomposition and combustion chemistry of cellulosic biomass”. Atmospheric Environment, 47, 133–141, 2012. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.11.022
A. Bjelić et al. “Bifunctional metallic-acidic mechanisms of hydrodeoxygenation of eugenol as lignin model compound over supported Cu, Ni, Pd, Pt, Rh and Ru catalyst materials”. Chemical Engineering Journal, 394, 2020. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124914
X. Li et al. “The relationship between acidity, dispersion of nickel, and performance of Ni/Al-SBA-15 catalyst on eugenol hydrodeoxygenation”. Renewable Energy, 149, 609–616, 2020. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.12.094
M. Martinez-Klimov et al. “Bifunctional Pt−Re Catalysts in Hydrodeoxygenation of Isoeugenol as a Model Compound for Renewable Jet Fuel Production” ACS Eng. Au, 2, 436−449, 2022. https://doi.org/10.1021/acsengineeringau.2c00015
V. K. Soni et al. “Ni/Co-Natural Clay as Green Catalysts for Microalgae Oil to Diesel-Grade Hydrocarbons Conversion”. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 5 (6), 5351-5359, 47, 967–981, 2017. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b00659
I. B. Adilina et al. “Hydrodeoxygenation of Guaiacol as a Bio-Oil Model Compound over Pillared Clay-Supported Nickel−Molybdenum” Catalysts. J. Phys. Chem. C, 123, 35, 21429-21439, 2019. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b01890
J.A. Colín et al. “Pillar effects in MoS2 catalysts supported on Al and Zr pillared clays in a hydrotreatmentreaction, apreliminary study”. Apliled Surface Science. Vol 240, 1-4, 48-62, 2005. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.05.296
Y. Zhu et al. “Optimization of reaction variables and macrokinetics for the hydrodeoxygenation of full range low temperature coal tar” Reaction Kinectics, Mechanisms and Catalysis 116:433-450, 2015. https://doi.org/10.1007/s11144-015-0900-x
P. Lahijani et al. “Upgrading biomass-derived pyrolysis bio-oil to bio-jet fuel through catalytic cracking and hydrodeoxygenation: A review of recent progress” Energy Conversion and Management 286, 115956, 2022. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115956
J. Wang et al. “Preparation of jet fuel range hydrocarbons by catalytic transformation of bio-oil derived from fast pyrolysis of straw stalk”, Energy 86, 488-499, 2015. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.04.053