Zr-HMS modificado con Cu y Co para la obtención de productos de valor añadido a desde la hidrogenación de furfural.

Abstract

De los pentanodioles obtenidos de la hidrogenación del furfural, con el empleo de catalizadores basados en metales no nobles, la bibliografía nos muestra un gran volumen de trabajos centrados en 1,2-pentanodiol, mientras que para 1,5-pentanodiol hay menos estudios que consigan rendimientos destacables. En cuanto al 1,4-pentanodiol, los trabajos publicados son escasos y/o muestran rendimientos bajos. Los resultados de este estudio, además de 1,2-pentanodiol (1,2-PD), muestran rendimientos en 1,5-pentanodiol (1,5-PD) y en 1,4-pentanodiol (1,4-PD) muy interesantes. En este trabajo se estudia el efecto en la catálisis de la modificación con metales no nobles de una estructura tipo HMS dopada con zirconio en su superficie externa. La familia de catalizadores se ha denominado como ZrHMS-xCu-xCo, dependiendo de la proporción molar de los metales. Los primeros datos de la caracterización previa a los ensayos catalíticos señalan una relación entre la estructura de los catalizadores y su actividad catalítica, además de entre sus propiedades físico-químicas. Los estudios catalíticos se realizaron en un reactor a presión tipo batch durante 22 h, a 170 ºC y 4 MPa de H2 (Figura 1). En todos los ensayos se pudo observar una conversión completa de furfural y un rendimiento a pentanodioles de hasta un 22%, siendo los catalizadores ZrHMS-15Cu y ZrHMS-7.5Cu-7.5Co los más selectivos a 1,4-pentanodiol. Por otra parte, se observa cómo estos catalizadores son capaces de obtener otros productos de interés como el alcohol tetrahidrofurfurílico (THFA) y 2-metilfurano (2MF). La cinética de la reacción se llevó a cabo entre 3 y 48 h, se modificaron otros parámetros como la presión de H2 y la calidad del furfural empleado. Por las imágenes tomadas por TEM (Figura 2) se puede comprobar que, aunque la forma no es del todo esférica, la dispersión del Zr es homogénea por toda la superficie del catalizador, así como las proporciones de los metales Cu y Co corresponden a lo previsto teóricamente.