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Title:	EFECTO DE LA RELACIÓN ZR/SI EN CATALIZADORES NIMO / ZR-SBA15 PREPARADOS POR MÉTODO CONVENCIONAL
Authors:	Ledesma Fosados, Lucero Imelda.
Issue Date:	2019-05-01
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Ciudad Madero
Description:	En este trabajo se desarrolló una serie de catalizadores NiMo soportados en SBA15 modificado con Zr con relaciones molares de Zr/Si=0.02 y Zr/Si=0.04 e impregnados con EDTA, los cuales fueron sintetizados a través del método hidrotérmico. En la Síntesis de los soportes Zr-SBA15 se utilizó una variación de la relación del % molar de Zr/Si (Zr/Si = 0.02, 0.04) mediante la incorporación del circonio por el método de inserción in situ. Para esta síntesis se empleó Pluronic P123 en HCl; como fuente de silicio el tetraetil ortosilicato y el propóxido de circonio como fuente de Zr, todo disuelto en solución y posterior a un tratamiento hidrotérmico se obtuvieron los soportes SZ02 y SZ04. La impregnación de las fases activas se desarrolló por el método de humedad incipiente de las soluciones de nitrato de níquel y molibdato de amonio con una relación molar Ni/(Ni+Mo)= 0.3, ajustado a un pH 7 con una solución amoniacal y como agente quelante el EDTA (en relación molar Ni: EDTA= 1:1). La concentración de los metales fueron 3% en peso de NiO y 12% en peso de MoO3. La caracterización de los soportes sintetizados SBA15, SZ02, y SZ04, se realizó por fisisorción de nitrógeno, acidez por adsorción de piridina-FTIR, análisis termogravimétrico, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), Difracción de rayos X a ángulo amplio (WAXS) y ángulo bajo (SAXS), y microscopía electrónica de barrido (SEM). Y para la caracterización de los catalizadores se emplearon las técnicas de fisisorción de nitrógeno, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X a ángulo amplio (WAXS) y microscopía electrónica de barrido (SEM). En la fisisorción de nitrógeno se obtuvo un área específica de 925 m2/g ± 0.5% para el SBA15, 950 m2/g ± 0.5% para el SZ02 mostrando que no hay pérdida de área respecto al SBA15 y el soporte SZ04 mostró un área de 837 m2/g ± 0.5% de área con una pérdida de área de aproximadamente del 9.5% respecto al SBA15, reflejando una disminución debido a la inserción del circonio en el soporte SBA15. En los catalizadores hubo una gran disminución del área superficial variando entre el 30-65% de perdida respecto a sus soportes SZ02 y SZ04; el volumen de poro también exhibe una disminución a causa de la impregnación de Ni y Mo; y en el diámetro de poro no se observan diferencias significativas entre los soportes y catalizadores. En cuanto a los catalizadores con EDTA muestran área superficial, volumen y diámetro de poro similar a los catalizadores sin EDTA, lo que asegura que no hay cambio morfológico importante en los catalizadores. Para el SBA15, los soportes SZ02 y SZ04, así como los catalizadores NiMo con y sin EDTA, todos presentan isotermas del tipo IV, con una histéresis característica del tipo H1, propio de materiales mesoporosos ordenados y la distribución del tamaño de poro es del tipo bimodal atribuido a diferentes tipos de poros. En acidez por adsorción de piridina se mostró un aumento de la acidez tipo Lewis (1445 cm - 1) al aumentar la concentración del Zr, presentando una banda más alta el soporte SZ04; asimismo ambos soportes SZ02 y SZ04 tuvieron una disminución de los sitios ácidos del tipo Brönsted respecto al SBA15; sin embargo, la acidez superficial total que se refiere a la suma de los diferentes sitios ácidos, aumentó con la adición de circonio, a saber, el SZ04 mostró mayor acidez total que el soporte SZ02 y que el SBA15, esta acidez permite el incremento de la actividad de los catalizadores hacia las reacciones generales de HDT como la HDS y la HDA. Adicionalmente, los soportes modificados con circonio muestran acidez después de los 300°C, lo cual beneficia a los catalizadores ya que las reacciones de HDS se realizan a esta temperatura. En el análisis termogravimétrico, se exhibe una pérdida de peso aguda y en un solo paso para el SBA15, SZ02 y SZ04 del 55%, 55% y 52% respectivamente a temperaturas entre 278 °C y 670 °C. En el DTG se obtuvieron temperaturas máximas de descomposición a 343 °C y 324 °C para el SZ02 y el SZ04, respectivamente y el SBA15 obtuvo una temperaturamáxima de descomposición a los 360°C. Los resultados obtenidos en este análisis muestran que la temperatura de calcinación usada para obtener el soporte (550°) es adecuada ya que permite la formación de la estructura del soporte y no provoca daños. En espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), para el SBA15 aparecen bandas a los 1080 cm-1 y bandas débiles a 800 y 960 cm-1, dado a la tensión asimétrica y simétrica del Si-O-Si respectivamente, a los 468 cm-1 por el balanceo del enlace Si-O-Si, a los 2300 cm-1 por el grupo Si-H, y la banda obtenida entre 3400-2400 cm-1 es característico de la tensión del O-H del agua absorbida y a 1630 cm-1 por la flexión y vibración del agua. Estas mismas bandas también son observadas para los soportes, y los catalizadores NiMo con y sin EDTA, a excepción que la banda a 2300 cm-1 desaparece y la banda a 960 cm-1 disminuye de intensidad para estos últimos materiales, que corresponde a la disminución del enlace Si-O-Si y Si-H, debido a la sustitución del Si por el Zr. Los resultados mencionados, son indicativo de que los soportes y catalizadores tienen estructura SBA15, ya que aparecen las señales características de los enlaces Si-O-Si, Si-H y Si-O-Zr, este último indica que el Zr se encuentra formando parte de la matriz de los soportes y catalizadores. En difracción de rayos X a ángulo bajo, para el SBA15 se aprecia los tres picos característicos 1.83° respectivamente, e indica una simetría bidimensional hexagonal, y estructuras mesoporosas hexagonales de alta simetría. En la difracción de rayos X a ángulo amplio, tanto como en los soportes SBA15, soportes SZ02, SZ04, y catalizadores NiMo con y sin EDTA, no muestran ninguna difracción solo muestran un solo pico característico entre 15 y 35° en de a las paredes de sílice amorfo, característico de materiales mesoporosos. En microscopia electrónica de barrido el SBA15 y el SZ02 muestran una morfología similar a cilindros uniformes como fibras, esta misma morfología se observa en los catalizadores NiMo soportados en SZ02 con y sin EDTA, lo cual la adición parece no afectar de manera visible la morfología; sin embargo no ocurre lo mismo con los catalizadores NiMo impregnados en el soporte SZ04, ya que se aprecia que al añadir más concentración de Zr, los cilindros uniformes disminuyen de longitud. Los catalizadores soportados con el 2% de Zr y el soporte en sí, no muestran cambios significativos teniendo una relación muy estrecha con el SBA15; sin embargo al aumentar la concentración del Zr al 4% muestra una mejora en propiedades texturales, acidez, y morfología.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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