Estudio Cinético del Efecto Promotor de Pd en el Catalizador Cu/ZnO/AlO para la Hidrogenólisis de Glicerol para Producir 1,2-Propanodiol a Baja Presión de Hidrógeno
Autores: Liu, Yuanqing; Rempel, Garry L.; Ng, Flora T. T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Cinético del Efecto Promotor de Pd en el Catalizador Cu/ZnO/AlO para la Hidrogenólisis de Glicerol para Producir 1,2-Propanodiol a Baja Presión de Hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía biomasa
Palabras clave
Efecto promotor
Pd
Catalizador Cu/ZnO/AlO
Hidrogenólisis de glicerol
1
2-propanodiol
Hidrogenación de acetol
Licencia
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Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Se estudió el efecto promotor del Pd en un catalizador Cu/ZnO/AlO para el proceso de hidrogenólisis acuosa de glicerol para producir 1,2-propanodiol. A una presión de hidrógeno más baja (2.07 MPa), el uso del catalizador Cu/ZnO/AlO con un 2% en peso de Pd dopado podría mejorar significativamente la conversión de glicerol (97.2%) y la selectividad de 1,2-propanodiol (93.3%) en comparación con el catalizador no promovido (69.4% y 89.7%, respectivamente). Se desarrolló un modelo cinético de ley de potencia, que tuvo en cuenta todas las reacciones elementales, incluida la deshidratación de glicerol y su reacción inversa, la hidrogenación de acetol, reacciones laterales y la formación de etilenglicol, para investigar de manera integral el efecto del Pd. Aunque se encontró que la tasa de deshidratación de glicerol utilizando el catalizador promovido por Pd era ligeramente más baja, principalmente debido a la reducción del número de sitios ácidos después de añadir Pd, la tasa de conversión de glicerol fue notablemente más alta en comparación con el uso del catalizador no promovido, principalmente atribuida a la actividad mejorada de la hidrogenación de acetol por el Pd. La rápida hidrogenación de acetol puede inhibir la reacción inversa de deshidratación de glicerol, resultando en una tasa de conversión de glicerol más alta, de modo que la deshidratación de glicerol se considera como el paso determinante de la tasa. En contraste, cuando se utilizó el catalizador no promovido, la tasa de deshidratación inversa de glicerol aumentó drásticamente debido a la elevada concentración de acetol, especialmente a una presión de hidrógeno más baja, resultando en una tasa de conversión de glicerol más lenta; así, la hidrogenación de acetol se convirtió en el paso determinante de la tasa. Además, el Pd puede mejorar la reducibilidad del catalizador, permitiendo que el CuO se reduzca in situ durante la reacción. Por lo tanto, se puede prevenir la desactivación del catalizador debido a cualquier posible oxidación de cobre metálico durante la reacción.
Descripción
Se estudió el efecto promotor del Pd en un catalizador Cu/ZnO/AlO para el proceso de hidrogenólisis acuosa de glicerol para producir 1,2-propanodiol. A una presión de hidrógeno más baja (2.07 MPa), el uso del catalizador Cu/ZnO/AlO con un 2% en peso de Pd dopado podría mejorar significativamente la conversión de glicerol (97.2%) y la selectividad de 1,2-propanodiol (93.3%) en comparación con el catalizador no promovido (69.4% y 89.7%, respectivamente). Se desarrolló un modelo cinético de ley de potencia, que tuvo en cuenta todas las reacciones elementales, incluida la deshidratación de glicerol y su reacción inversa, la hidrogenación de acetol, reacciones laterales y la formación de etilenglicol, para investigar de manera integral el efecto del Pd. Aunque se encontró que la tasa de deshidratación de glicerol utilizando el catalizador promovido por Pd era ligeramente más baja, principalmente debido a la reducción del número de sitios ácidos después de añadir Pd, la tasa de conversión de glicerol fue notablemente más alta en comparación con el uso del catalizador no promovido, principalmente atribuida a la actividad mejorada de la hidrogenación de acetol por el Pd. La rápida hidrogenación de acetol puede inhibir la reacción inversa de deshidratación de glicerol, resultando en una tasa de conversión de glicerol más alta, de modo que la deshidratación de glicerol se considera como el paso determinante de la tasa. En contraste, cuando se utilizó el catalizador no promovido, la tasa de deshidratación inversa de glicerol aumentó drásticamente debido a la elevada concentración de acetol, especialmente a una presión de hidrógeno más baja, resultando en una tasa de conversión de glicerol más lenta; así, la hidrogenación de acetol se convirtió en el paso determinante de la tasa. Además, el Pd puede mejorar la reducibilidad del catalizador, permitiendo que el CuO se reduzca in situ durante la reacción. Por lo tanto, se puede prevenir la desactivación del catalizador debido a cualquier posible oxidación de cobre metálico durante la reacción.