Estudio de la actividad catalítica de nanopartículas de Mo, Ni y Fe en reacciones de hidrodesulfuración de moléculas tipo dibenzotiofeno presentes en Diesel

Abstract

En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de Mo, Ni y Fe soportadas sobre alúmina, por descomposición térmica de precursores organometálicos, a 150 ºC y presión atmosférica empleando nonano como solvente y dimetil disulfuro como agente sulfurante. Los sólidos obtenidos fueron caracterizados mediante las técnicas de microscopia electrónica de transmisión (MET), espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS por sus siglas en inglés), difracción de rayos X (DRX) y análisis químico por absorción atómica con plasma inductivamente acoplado (ICP por sus siglas en inglés). Se obtuvieron partículas con distribuciones de tamaño relativamente estrechas (2-14 nm), con morfología esférica y ovalada, siendo la esférica la población predominante. Las nanopartículas sintetizadas correspondían a óxidos y sulfuros de los diferentes metales empleados y además, no se evidenció formación de nanopartículas bimetálicas o trimetálicas, ni formación de aleaciones. La actividad catalítica de las nanopartículas soportadas, fue estudiada empleando la hidrodesulfuración (HDS) de moléculas tipo dibenzotiofeno, en un reactor por carga sin agitación y sumergido en un baño de arena, a una T= 370 ºC, a dos presiones de reacción (500 psig y 1000 psig) durante 1,5 horas como tiempo de reacción. En general se observaron actividades y conversiones bajas para los catalizadores empleados, aunque mostraron una tendencia a incrementar la actividad con un aumento en la presión de reacción. Así como también una tendencia a disminuir con el incremento de la complejidad estructural de las moléculas tipo dibentiofeno. Las bajas actividades reportadas se deben posiblemente a que las nanopartículas sintetizadas sufrieron cambios importantes durante la reacción de HDS, evidenciado específicamente con el Mo para todos los catalizadores, para dar lugar a la formación de especies típicas de MoS2 en forma laminar (“slabs”). La selectividad también fue discutida aunque cualitativamente, ya que no se generaron suficientes productos como para ser cuantificados, resultado que fue más marcado para las moléculas sustituidas.