Hidrodegeración del crotonalbehido sobre catalizadores de Ir soportados en Titania ceria y ɣ-alúmina en un reactor continuo

Abstract

La hidrogenación de aldehidos α, β-insaturados a alcoholes insaturados es una importante etapa en la preparación de agentes químicos útiles en la industria de fármacos y procesamiento de alimentos. Este proceso es alcanzado solamente si se utilizan catalizadores con propiedades específicas. La formación de sitios selectivos superficiales sobre el catalizador ha resultado ser crucial para la hidrogenación preferente C=O. Se ha estudiado en trabajo previo la influencia del tratamiento térmico de reducción de catalizadores de Ir soportados en titania en la hidrogenación selectiva del enlace C=O del crotonaldehido en un reactor de pulso. El efecto de las interacciones metal-soporte ha sido relevante en la promoción de la hidrogenación en posición C=O. El estudio de la influencia de otros soportes también reducibles como la ceria y y-alúmina en la hidrogenación selectiva del enlace C=O del crotonaldehido es un tema de interés para comparar los mecanismos de activación y promoción electrónica. El objetivo central de este trabajo es revelar el efecto de las interacciones metal-soporte en la hidrogenación selectiva del enlace C=O del crotonaldehido sobre catalizadores de Ir soportados en titania, ceria y y-alúmina en un reactor continuo. Se han preparado catalizadores de Ir soportados en titania, ceria y alúmina por el método de impregnación a humedad incipiente, secados a 100 ºC por 12 h, calcinados a 500 ºC por 12 h y finalmente reducidos en condiciones LTR (300 ºC por 2 h) y luego de los ensayos de la reacción a 100 ºC, reducidos en condiciones HTR ( 450 ºC por 2 h). La influencia de la temperatura de reducción en los catalizadores soportados en titania, ceria y alúmina es claramente diferente. Para las muestras soportadas en titania, la hidrogenación en condiciones HTR mejoró la selectividad C=O a la misma conversión respecto a aquellos tratados en condiciones LTR. Esta tendencia también se observó en las muestras soportadas en ceria aunque en menor grado, pero no afectó en absoluto el comportamiento selectivo en las muestras basadas en y-alúmina. Los resultados de los experimentos seleccionados en este trabajo revelaron una clara influencia de la intensidad de las interacciones metal-soporte en· la hidrogenación C=O del crotonaldehido sobre diferentes soportes metálicos siendo mayor su magnitud en las muestras de Ir soportadas en TiO2, seguido del CeO2 y finalmente en y-Al2O3 .

The production of fine chemicals and chemical intermediates routinely involves the selective catalytic hydrogenation of α, β-unsaturated aldehydes to allylic alcohols. Only a few catalysts with specific properties have been applied in carbonyl hydrogenation. The formation of high surface selective sites on surface seems to be crucial for C=O hydrogenation. The influence of temperature treatment of hydrogenation over titania supported Ir catalyst in the C=O bond selective hydrogenation of crotonaldehyde in a pulse reactor has been studied in previous work. The effect of metal-support interactions has been very important in the promotion of hydrogenation in carbonyl position. The study of influence of other reducible supports as ceria and alumina is an interesting topic to compare the specific mechanism of activation and electronic promotion. The purpose of this .research is to reveal the effect of metal-supports interactions in the selective hydrogenation of C=O bond of crotonaldehyde over titania, ceria and y-alumina supported Ir catalysts in a fixed bed continuous reactor. Titania, ceria and y-alumina supported Ir catalysts have been prepared by incipient wetness technique, dried at 100 ºC for 12 h, calcined at 500 ºC for 12 h and finally the samples were reduced in LTR conditions (300 ºC per 2 h) and after the reaction tests at 100 ºC reduced in HTR conditions (450 ºC per 2 h). The influence of temperature reduction on the Ir catalyst supported over titania, ceria and y-alumina is sharply different. For titania-supported samples, the hydrogenation in HTR conditions related to LTR samples improved the selectivity to CO bond at the same conversion. This trend is also observed in ceria supported samples but in less proportion although the hydrogenation over y-alumina supported catalysts appeared to be no selective at all. The results of selected experiments carried out in this work confirmed a clear difference in the extent of metal-support interactions in the C=O hydrogenation of crotonaldehyde over metal supports being higher in Ir supported over titania followed by ceria and y-alurnina