Síntesis y caracterización de NiMoW soportado sobre Al2O3 modificada con ZnO aplicado a la hidrodesnitrogenación de Indol

Abstract

El catalizador tipo Anderson de NiMo5W soportado sobre γ-Al2O3-ZnO en la hidrodesnitrogenación (HDN) de Indol fue investigado. Los sólidos fueron caracterizados por fluorescencia de rayos X (FRX), microscopía electrónica de barrido con análisis semicuantitativo por espectrometría de dispersión de energía de rayos X (MEB/EDS), análisis elemental (CHONS), propiedades texturales (SBET, Dp y Vp), espectroscopía infrarroja (FTIR), espectroscopía Raman y ácidez superficial (titulación potenciométrica con nbutilamina). La MEB reveló tamaños de agregados de partículas para NiMo5W/γ-Al2O3 entre 0,7 μm y 4,1 μm, y para NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO entre 0,5 μm y 3,5 μm. Las isotermas de adsorción-desorción de N2 fueron de tipo IV característica de materiales mesoporosos, sus áreas específicas fueron γ-Al2O3 (207 m2/g), γ-Al2O3-ZnO (185 m2/g), NiMo5W/γ-Al2O3 (97m2/g) y NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO (121 m2/g). FTIR demostró que la inclusión de ZnO en el soporte promueve una mejor adsorción del polioxometalato en la superficie por la ausencia de señales dioxo-terminales Mo-O2 (1000-800 cm-1), Mo-O-Mo (750-550 cm-1) y Mo-ONi (˂ 450 cm-1) en NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO. La espectroscopía Raman de los catalizadores mostró los dos modos característicos del MoS2 A1g (378 cm-1) y E2g1 (404 cm-1), sin evidencia de señales relacionadas al sulfuro de tungsteno. La acidez superficial indicó una mayor densidad de sitios ácidos para NiMo5W/γ-Al2O3 (0,0206 meq/m2) frente a NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO (0,0152 meq/m2), lo que se relacionó con la basicidad del ZnO. El catalizador NiMo5W/γ-Al2O3 presentó una mayor conversión HDN para el Indol que NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO (47,7% vs. 39,2%), aunque la incorporación de zinc permitió una mayor conversión a productos hidrogenados con un 81,4% para NiMo5W/γ-Al2O3-ZnO frente a 66,4% para NiMo5W/γ-Al2O3.