Estudio del efecto del Ru como aditivo en catalizadores de NiW/y-Al2O3 en la hidrodesulfuración del 4,6-dimetildibenzotiofeno - González Ildelfonso, Mario (Universidad Autónoma Metropolitana, 2018)
El presente trabajo muestra el uso de Ru como aditivo al sistema NiW soportado en alúmina. La incorporación de Ru se realizó mediante impregnación incipiente variando el contenido metálico de 0.5 y 0.7 % p/p, también se realizó un tratamiento de secado o calcinación previo a la activación. Es decir, se realizó una serie que se sometió a un proceso de secado y calcinado y otra serie que solamente se secó. Los catalizadores se evaluaron en la reacción de hidrodesulfuración de 4,6-dimetildibenzotiofeno. Los resultados se compararon con dos catalizadores de referencia, uno con base en NiW y otro preparado con RuNiW (presulfurado antes de impregnar el Ru) soportados en gama alúmina. Los resultados de la reacción mostraron que los catalizadores que se calcinaron fueron 2 veces más activos que aquellos a los que no se les realizó la etapa de calcinación. Al respecto, los catalizadores sin calcinar mostraron cambio en la actividad, un orden de actividad menor. La identificación de especies por espectroscopía UV-Visible mostraron que los aniones de politunsgtato y Ni2+ se encontraban presentes en la solución de impregnación, lo cual sugiere que estas especies estarán unidas al soporte, ya que se encontró que la gama alúmina tiene una superficie positiva a las condiciones en las cuales se realizó la impregnación. Lo cual favoreció que estas especies formaran los óxidos metálicos en configuración octaédrica y tetraédrica. Por otra parte, mediante los DRS-UV-Visible de los óxidos metálicos se determinó la presencia de especies de W y de Ni octaédricas y tetraédricas. Al respecto, el análisis de espectroscopía Raman indicó que las especies tetraédricas estaban presentes en una relación de 0.875 (octaédricas/tetraédricas), lo cual indicó mayor presencia de especies tetraédricas. La caracterización de TPR mostró para los materiales calcinados segregación de las fases NiWO4 y RuOx. Por un lado, los catalizadores presentaron cambios en la temperatura a la cual inició la reducción, cuando el contenido de Ru aumenta. Por el otro lado, los efectos de la formación de óxidos metálicos en la calcinación mostraron diferentes grados de reducción, los catalizadores no calcinados presentaron reducirse a temperaturas mayores a 400 °C a diferencia de los calcinados que describieron una clara etapa de reducción. Al respecto, esta amplia reducción de los catalizadores sin calcinar puede atribuirse a la reducción de hidroxocloro complejos, provenientes de la sal precursora. Que mostró ser independiente del contenido de Ru, pero si modifica la reducción de la fase NiWO4. Para determinar las especies presentes en los catalizadores sulfurados, estos se analizaron por espectroscopía fotoelectrónica de Rayos X. Los análisis indicaron que el 76 % del Ni se encuentra en la fase NiWS, en el catalizador sometido a la etapa de calcinación. No obstante, en el catalizador sin calcinar solo se encontró el 63 % del Ni presente en la fase NiWS. Los resultados de TPR y XPS sugieren que la adición de Ru favoreció la formación de la fase NiWS, cuando el catalizador se sometió al proceso de calcinación. Mediante estudios de microscopía de transmisión de alta resolución, se observó alta dispersión de las laminillas de sulfuro de tungsteno, las cuales mostraron ser en su mayoría bi-laminares. Además, se observaron diferencias en el grado de promoción de la muestra calcinada y sin calcinar. Finalmente, con las técnicas de caracterización no se estableció si la incorporación del Ru al sistema bimetálico con base en NiW, muestra la formación de una sola fase tipo (RuNi)WS que mejore la actividad catalítica y selectividad de estos catalizadores en la HDS del 4,6-dimetildibenzotiofeno. En este sentido resultan de gran realizar estudios para evaluar el efecto de la dispersión del Ru, obteniendo información de las interacciones entre cada metal a nivel de donación de electrones para comprender mejor las funcionalidades de este sistema