Síntesis y caracterización de compuestos sulfurados de NiMO soportados en Clinoptilolita tratada iónicamente y su aplicación como catalizador en la reacción de hidrodesulfuración

Abstract

The natural zeolite Clinoptilolite was treated by acid leaching in orderto remove impurities. After that, a series of bimetallic catalysts were prepared by simultaneous wet impregnation with different MoO3 content: 25, 18, 13 y 8 (wt)% and the samples were sulfurated with a stream of H2/H2S. The catalytic activity for HDS reaction was evaluated in a continuous flow reactor at 280, 300, 320, 340 and 360 °C, using 3-methyl thiophene (3MeT) as model molecule. The best 3MeT conversion (23%) was obtained at 360 °C using the 25 wt% MoO3 catalyst. Characterization results showed that BET surface area increased from 22 to 60 m2/g, after leaching treatment; the N2 adsorption-desorption isotherms obtained were type IV, and they also showed hysteresis type IV; TPD-NH3 exhibited a connection between the total acidity of the oxide precursors and the catalytic activity; in activated catalysts, XPS showed the binding energies of MoS2, Ni-S and N-O; XRD diffraction patterns of the sulfurized samples showed the presence of metal oxides; HRTEM indicated the presence of onion-type structures and elemental mapping showed that Na, Mg, Ca and K cations of zeolite surface were removing by leaching treatment. Other techniques such as zeta potential, UV-Vis spectroscopy, Raman spectroscopy, SEM and TPR-H2 were also determined.

La zeolita natural Clinoptilolita fue tratada mediante lixiviación ácida a fin de remover impurezas. Después, una serie de catalizadores bimetálicos soportados fueron preparados mediante impregnación húmeda con diferentes porcentajes de MoO3: 25, 18, 13 y 8 % y sulfuradas con una corriente de H2/H2S. La actividad catalítica fue evaluada en la reacción de HDS empleando al 3-metil tiofeno (3MeT) como molécula modelo en un reactor de flujo continuo a 280, 300, 320, 340 y 360 °C. La mejor conversión del 3MeT (23 %) se obtuvo a 360 °C con el catalizador al 25% de MoO3. Los resultados indicaron que el área superficial BET incrementó de 22 a 60 m2/g después del tratamiento ácido; se obtuvieron isotermas de adsorción-desorción de N2 tipo IV e histéresis H4; gracias a los resultados de TPD-NH3 se encontró una relación entre la acidez total de los precursores en forma de óxidos y la actividad catalítica; con XPS se encontraron en los catalizadores activados las energías de ligadura del MoS2, Ni-S y del Ni-O; los patrones de difracción DRX de las muestras sulfuradas mostraron aún la presencia de los óxidos metálicos; HRTEM indicó la presencia de estructuras tipo cebolla y el mapeo elemental mostró la remoción de los cationes Na, Mg, Ca y K de la superficie de la zeolita con el tratamiento de lixiviación. Otras técnicas como potencial zeta, espectroscopia UV-Vis, espectroscopia Raman, SEM y TPR-H2 también fueron determinadas.