Síntesis y caracterización de nanomateriales catalíticos a base de Ni soportados en óxidos mixtos para la producción de ƴ valerolactona a partir de ácido levulínico: influencia de las condiciones del PH de síntesis y del solvente

Abstract

La γ-valerolactona se ha considerado una alternativa como biocombustible en la generación de productos químicos a base de carbono sin embargo, el uso de metales nobles ha sido un problema, debido a los altos costos de los catalizadores y difícil separación de los solventes corrosivos usados lo que genera un problema si desea realizar a escala industrial. En este trabajo se prepararon una serie de catalizadores de Ni para la producción de γ-valerolactona a partir de ácido levulìnico utilizando metanol como disolvente a una temperatura de 175 ºC utilizando 4 Mpa de H2. Los soporte (Al2O3-TiO2-WO3) se modificaron a pH 3 (CH3COOH), pH 9 (NH4OH) a diferente carga de WO3 (1%, 3% y 5%) mediante el método sol-gel. Utilizando el método impregnación en suspensión y recarga se depositó el Ni y Ru respectivamente. La actividad catalítica óptima se obtuvo con 5% de WO3 a pH 9, con un 80% de rendimiento hasta 24 h de reacción. La mayor actividad catalítica fue debida tamaño de partícula y a la cantidad de sitios ácidos Lewis generados por modificación del pH de síntesis y a la cantidad WO3 en el soporte. Los catalizadores se caracterizaron mediante diversas técnicas que incluyen XRD, Fisisorción de N2, UV-Vis, SEM, TEM, XPS, TPR-H2 y FTIR de Piridina. Basado en el estudio de acidez y relación de actividad, la dispersión de Ni debido a los sitios ácidos Lewis aportado por WO3 a un pH 9, generando nanopartículas menores a 10 nm de Ni podrían ser responsables de la alta actividad de esterificación de LA a levulinato de Metilo siento más selectivo a la hidrogenación catalítica. Los productos y subproductos fueron corroborados mediante la técnica RMN H1.