Efecto de la cantidad de promotor Ni en catalizadores MoW/SBA-15 (CDTA) sobre la hidrodesoxigenación de m-cresol, compuesto modelo del bioaceite derivado de biomasa lignocelulósica

Abstract

In this research work, the effect of the promoter amount in trimetallic NiMoW catalysts supported on mesoporous silica SBA-15, using trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid (CDTA) as a chelating agent, was studied in the hydrodeoxygenation (HDO) reaction of mcresol. The main objective was to evaluate the influence of nickel concentration variation on the catalytic activity and selectivity of the system during the removal of oxygenated compounds present in bio-oil derived from lignocellulosic biomass. The catalytic HDO tests were carried out in a continuous-flow reactor under conditions comparable to those used in industrial hydrotreatment processes. Four catalysts were prepared: three of them with a trimetallic formulation (NiMoW), keeping the MoO₃ (6 wt%) and WO₃ (9.7 wt%) loadings constant while varying the NiO concentration between 1.5, 3, and 4.5 wt%; the reference catalyst was bimetallic (MoW), prepared without nickel incorporation, in order to assess the effect of the promoter. The active phases were incorporated by incipient wetness impregnation. The catalysts were characterized by wide-angle X-ray scattering, small-angle X-ray scattering, N₂ physisorption (BET), X-ray fluorescence (XRF), temperature-programmed reduction (TPR), and ammonia temperature-programmed desorption (NH3-TPD).

En este trabajo de investigación se estudia el efecto de la cantidad de promotor en catalizadores trimetálicos NiMoW soportados sobre sílice mesoporosa SBA-15, utilizando ácido trans-1,2-ciclohexanodiaminotetraacético (CDTA) como agente quelante, en la reacción de hidrodesoxigenación (HDO) de m-cresol. El objetivo principal es evaluar la influencia de la variación en la concentración de níquel sobre la actividad catalítica y la selectividad del sistema en la eliminación de compuestos oxigenados presentes en el bioaceite derivado de biomasa lignocelulósica. Las pruebas catalíticas de HDO se realizaron en un reactor continuo, bajo condiciones comparables a las empleadas en procesos industriales de hidrotratamiento. Se prepararon cuatro catalizadores: tres de ellos con formulación trimetálica (NiMoW), manteniendo constantes las cargas de MoO3 (6 % p/p) y WO₃ (9.7 % p/p), y variando la concentración de NiO entre 1.5 %, 3 % y 4.5 % p/p; el catalizador de referencia fue bimetálico (MoW), sin la incorporación de níquel, para comparar el efecto del promotor. La incorporación de las fases activas se llevó a cabo mediante el método de impregnación incipiente por llenado de poro. La caracterización de los catalizadores se realizó mediante difracción de rayos X de ángulo bajo, difracción de rayos X de ángulo alto, fisisorción de N2, fluorescencia de rayos X (XRF), reducción a temperatura programada (TPR) y desorción de amoniaco a temperatura programada (TPD de NH3).