Cinetica Quimica

27/03/2009

Métodos de Preparación de  catalizadores sólidos
Dr. Rogelio Cuevas

UNIDAD 3: Preparación de catalizadores soportados

Sitios activos y área activa del catalizador
• Sitio activo del catalizador: Lugar donde ocurre la reacción. • Fase activa: El compuesto y/o la fase cristalografica que presenta las propiedades catalíticas • Área activa del catalizador área del catalizadordonde se tiene el área activa

+ Área= + actividad; áreas.

se busca que los catalizadores tengan grandes
UNIDAD 3: Preparación de catalizadores soportados

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Introducción

CAT. HETEROGÉNEA

CATALIZADORES SOPORTADOS

SOPORTE + ESPECIE ACTIVA SOPORTE + ESPECIE ACTIVA EN SUPERFICIE
UNIDAD 3: Preparación de catalizadores soportados

IntroducciónRAZONES PARA EL USO DE CAT. SOPORTADOS DISPERSIÓN DE LA FASE ACTIVA Ó • COSTO: menor cantidad de fase activa COSTO: •ACTIVIDAD: mayor superficie ACTIVIDAD: •SELECTIVIDAD: dispersión de fase activa SELECTIVIDAD: •REGENERABILIDAD: catalizadores heterogéneos REGENERABILIDAD:

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UNIDAD 3: Preparación de catalizadores soportados

Conceptos básicos:soporte
• El soporte es necesario para dispersar la fase activa y presentar grandes áreas activas.

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Características del catalizador
Para cada reacción especifica debe diseñarse un tipo de catalizador especial, con fun i n lid d s qu n funcionalidades que p mu promuevan n preferencialmente las reacciones deseadas.

Uncatalizador además debe tener suficiente resistencia mecánica, al igual que un área específica grande, sin que esto impida la difusión de reactivos al interior del catalizador catalizador. Por lo tanto, los catalizadores deben estar soportados sobre sólidos porosos de alta área específica, y cumplen con los requerimientos de alta reactividad y selectividad, para poder hacer un tratamiento profundo delos contaminantes presentes a condiciones menos severas de presión y temperatura. UNIDAD 3: Preparación de catalizadores soportados

Soportes
soporte γ-alúmina α−alúmina sílice titania Carbón activado Zeolita ZSM-5 (HMFI) Zeolita MOR SBA-15 Área,  m2/g 150-300 5-10 200-800 50-100 ~1200 400 500 800
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usos Múltiples usos Hidrocracking, ReducciónNOx/Polimerización

Craqueo/Isomerización/ Deshidratación

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Requerimientos de un buen soporte
Estabilidad mecánica Porosidad P id d Tamaño de partícula Forma de partícula Resistencia a pH y disolventes Resistencia a p presión y T Resistencia a la contaminación Actividad y durabilidad Procesos de filtración P d filt ió Área activa Contacto entre fases Eluyentes utilizablesVariaciones del proceso Desactivación

Preparación de catalizadores
La manera de depositar a la fase activa sobre determinado soporte fue vista hasta hace poco como parte de la alquimia; con un predominio de los experimentos tipo ensayo y error Sin error. embargo este tipo de procedimiento presenta las siguientes desventajas: 1) Bastante caro 2) Gran consumo de tiempo 3) No se asegura unresultado reproducible. 4) Se evita la interacción teoría‐experimentos. Se tienen p campos como química del estado sólido, química de las soluciones, espectroscopia, etc. Que no se aprovechaban como es debido.
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Preparación de catalizadores
En realidad el método de preparación utilizado depende de las características fisicoquimicasque se esperan obtener en el catalizador. Dado que las propiedades del catalizador dependen grandemente del método de preparación; resulta que la calidad final del catalizador depende a su vez de: •Cada uno de los pasos de la preparación •Calidad de los materiales de la preparación Se tiene que en la preparación se utilizan múltiple pasos y como cada uno de ellos influye positivamente (o...