Catalisadores à base de Ni e Cu suportados sobre Hbeta - Avaliação na hidrodesoxigenação do benzaldeído / Ni and Cu based catalysts supported over Hbeta - Evaluation on hydrodesoxigenation of Benzaldehyde
Trindade, Bruno Andrade; Bellido, Jorge David Alguiar; Naves, Fabiano Luiz; França, Alexandre Bôscaro; Baston, Eduardo Prado.
Resumo em português
RESUMO Foram estudados catalisadores a base de níquel (Ni) e cobre (Cu) suportados em Hbeta cuja atividade e seletividade foram avaliadas na reação de Hidrodesoxigenação (HDO) do benzaldeído. Para isso, sintetizaram-se catalisadores com 10,0 % de NiO (em massa) e adicionaram-se diferentes teores de CuO: 2,5 %, 5,0 %, 7,5 % e 10,0 % (em massa). Para efeito de comparação, foram sintetizados, também, os monometálicos NiO 10,0 % e CuO 10,0 % (em massa). A reação foi realizada em reator batelada com agitação magnética a 220 °C. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), fisissorção de N2, redução com hidrogênio à temperatura programada (RTP-H2), espectroscopia por reflectância difusa nas regiões do ultravioleta e do visível (ERDUV-Vis) e análise termogravimétrica (TG/DTG). Pelos resultados de avaliação catalítica observou-se que o benzaldeído foi convertido em álcool benzílico, tolueno e benzeno. O catalisador Ni10Cu7,5/Hbeta apresentou conversão de 84,7 %, com seletividade para tolueno em torno de 91,0 %, apresentando maior seletividade a produtos desoxigenados que o catalisador com maior teor metálico (Ni10Cu10/Hbeta), fato que, possivelmente, possa estar associado à maior quantidade de sítios ácidos no catalisador. Os catalisadores bimetálicos apresentaram-se mais ativos que os monometálicos Ni e Cu. Dessa forma, a adição do Cu pode contribuir para a melhor performance dos catalisadores de Ni/Hbeta na reação de HDO.
Resumo em inglês
ABSTRACT The activity and selectivity evaluation of nickel (Ni) and copper (Cu) catalysts supported over Hbeta in the hydrodeoxygenation (HDO) reaction of benzaldehyde were studied. For this purpose, monometallic (10 wt.% of NiO or CuO) and bimetallic catalysts with 10 wt.% of NiO with different CuO (2.5 %, 5 %, 7.5 % and 10 % by wt.) were synthesized. The reaction was carried out in batch reactor with magnetic stirring at 220 °C. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 physisorption, hydrogen temperature programmed (TPR-H2), diffuse reflectance spectroscopy in ultraviolet and visible regions (DRSUV-Vis), thermogravimetric analysis (TG / DTG). Results of the catalytic evaluation showed that the benzaldehyde was converted to benzyl alcohol, toluene and benzene. Ni10Cu7.5/Hbeta catalyst presented a conversion of 84.73 %, with selectivity to toluene around 91 %, presenting higher selectivity to deoxygenated products than Ni10Cu10/Hbeta, which can be related to the higher acidic sites present in the catalyst. The bimetallic catalysts were more active than the monometallic Ni and Cu. Thus the addition of Cu can contribute to a better performance of the Ni/Hbeta catalysts in the HDO reaction.
RESUMO Foram estudados catalisadores a base de níquel (Ni) e cobre (Cu) suportados em Hbeta cuja atividade e seletividade foram avaliadas na reação de Hidrodesoxigenação (HDO) do benzaldeído. Para isso, sintetizaram-se catalisadores com 10,0 % de NiO (em massa) e adicionaram-se diferentes teores de CuO: 2,5 %, 5,0 %, 7,5 % e 10,0 % (em massa). Para efeito de comparação, foram sintetizados, também, os monometálicos NiO 10,0 % e CuO 10,0 % (em massa). A reação foi realizada em reator batelada com agitação magnética a 220 °C. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), fisissorção de N2, redução com hidrogênio à temperatura programada (RTP-H2), espectroscopia por reflectância difusa nas regiões do ultravioleta e do visível (ERDUV-Vis) e análise termogravimétrica (TG/DTG). Pelos resultados de avaliação catalítica observou-se que o benzaldeído foi convertido em álcool benzílico, tolueno e benzeno. O catalisador Ni10Cu7,5/Hbeta apresentou conversão de 84,7 %, com seletividade para tolueno em torno de 91,0 %, apresentando maior seletividade a produtos desoxigenados que o catalisador com maior teor metálico (Ni10Cu10/Hbeta), fato que, possivelmente, possa estar associado à maior quantidade de sítios ácidos no catalisador. Os catalisadores bimetálicos apresentaram-se mais ativos que os monometálicos Ni e Cu. Dessa forma, a adição do Cu pode contribuir para a melhor performance dos catalisadores de Ni/Hbeta na reação de HDO.
ABSTRACT The activity and selectivity evaluation of nickel (Ni) and copper (Cu) catalysts supported over Hbeta in the hydrodeoxygenation (HDO) reaction of benzaldehyde were studied. For this purpose, monometallic (10 wt.% of NiO or CuO) and bimetallic catalysts with 10 wt.% of NiO with different CuO (2.5 %, 5 %, 7.5 % and 10 % by wt.) were synthesized. The reaction was carried out in batch reactor with magnetic stirring at 220 °C. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 physisorption, hydrogen temperature programmed (TPR-H2), diffuse reflectance spectroscopy in ultraviolet and visible regions (DRSUV-Vis), thermogravimetric analysis (TG / DTG). Results of the catalytic evaluation showed that the benzaldehyde was converted to benzyl alcohol, toluene and benzene. Ni10Cu7.5/Hbeta catalyst presented a conversion of 84.73 %, with selectivity to toluene around 91 %, presenting higher selectivity to deoxygenated products than Ni10Cu10/Hbeta, which can be related to the higher acidic sites present in the catalyst. The bimetallic catalysts were more active than the monometallic Ni and Cu. Thus the addition of Cu can contribute to a better performance of the Ni/Hbeta catalysts in the HDO reaction.