Diseño de sistemas metálicos soportados para reacciones de hidrogenación de interés industrial

Abstract

La importancia de la Catálisis queda reflejada en el hecho de que más del 90% de los procesos químicos industriales presenta algún paso catalizado. En la presente Tesis Doctoral se planteó la síntesis y caracterización de diversos sólidos mediante distintos procedimientos así como el estudio de su actividad catalítica en procesos de interés industrial mediados por H2, tales como la hidrogenolisis del glicerol, la síntesis tipo Fischer-Tropsch (FT), la reducción enantioselectiva del grupo carbonilo o la reducción quimioselectiva del grupo C=O frente al C=C. De modo genérico se buscaba arrojar más luz acerca de determinadas variables influyentes en estos tipos de procesos, con vistas a aumentar la conversión y selectividad hacia el producto deseado. La hidrogenolisis del glicerol busca la valorización de dicho subproducto procedente de la bio-refinería. La catálisis heterogénea es una alternativa viable, usando diferentes metales nobles soportados. No obstante, existe cierta controversia en cuanto al orden de actividad de los metales en la reacción, así como la influencia del tamaño de la partícula metálica [1-2]. La síntesis tipo Fischer-Tropsch (FT) es un proceso implicado en la obtención de combustible desde fuentes alternativas al petróleo y persigue la síntesis de hidrocarburos de cadena larga a partir de una mezcla gaseosa de H2/CO (gas de síntesis). Un tema de debate en este campo es el método de actuación del metal noble incorporado a los principales catalizadores, Co y Fe. Existe una discusión sobre si el metal noble actúa sólo mejorando la temperatura de reducción del metal o juega otro papel [3]. En lo que se refiere a las reacciones quirales, dentro de ellas sobresalen las hidrogenaciones enantioselectivas mediante inducción quiral [4-6]. Ésta se realiza...

The importance of Catalysis is evidenced by the fact that over 90% of industrial chemical processes requires the use of some catalyzed step. This PhD was aimed at synthesizing and characterizing several solids though diverse methods as well as testing them as catalysts in several industrially relevant hydrogen-mediated processes. More specifically, studied processes were glycerol hydrogenolysis, Fischer-Tropsch synthesis (FTS), enantioselective reduction of carbonyl group and chemoselective reduction of C=O in the presence of C=C. All in all, the goal was to cast further light on some specific variables influencing the processes in order to increase conversion and selectivity to the desired product. Glycerol hydrogenolysis is a viable way to valorize glycerol (a by-product in the biorefinery) using several supported noble metals as heterogeneous catalysts. Nevertheless, there is currently some controversy on the activity order of the metals as well as on the influence of metal particle size on catalytic performance [1-2]. Fischer-Tropsch (FT) synthesis is a process implied in the obtaining of fuel from alternative sources to oil and look for the synthesis of some long-chain hydrocarbons from a H2/CO gas mixture (the so-called synthesis gas). The way the presence of a noble metal used as an additive to Co or Fe influences the process is a current matter of debate. There is some controversy on whether the noble metal just favors the other metal reducibility or plays any additional role [3]. As regards chiral reactions, one interesting available alternative is enantioselective hydrogenation through chiral induction [4-6]. It consists in the adsorption on the metal phase (e.g. platinum) of a chiral compound. There are still