Catalizadores de cobre soportados en kerolita para la hidrogenación del furfural en fase gas

Abstract

La biomasa está adquiriendo un papel fundamental para la producción de energía, biocombustibles y productos químicos. La hemicelulosa tiene un alto potencial ya que su hidrólisis y deshidratación de la xilosa resultante pueden dar lugar a furfural. Actualmente, su hidrogenación a alcohol furfurílico consume la mayor parte del furfural producido; este proceso catalítico se lleva a cabo usando catalizadores basados en cromita de cobre, pero la toxicidad del cromo ha impulsado el desarrollo de nuevos sistemas catalíticos más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Cabe mencionar que también existe la posibilidad de obtener otros productos interesantes como son el 2-metilfurano (MF), el furano o incluso, se puede llegar a la apertura del anillo furánico. En bibliografía se han propuesto catalizadores metálicos sin cromo, a base de Cu o Ni, activos y selectivos hacia los productos de reacción antes mencionados, en función de las condiciones experimentales y del binomio fase activa - soporte. En el presente trabajo se ha sintetizado por el método de coprecipitación-deposición una familia de catalizadores metálicos de Cu soportado en kerolita, un mineral de la familia de las arcillas, los cuales se han denotado como K-xCu (donde x es el porcentaje de Cu = 5-30%), que se sometieron a calcinación y reducción para obtener los diferentes catalizadores metálicos. Además, se ha evaluado la influencia de la adición de promotores (CeO2 y ZnO) en la etapa de síntesis, sobre el comportamiento catalítico con el fin de obtener catalizadores estables y selectivos. La influencia del contenido en cobre en la catálisis juega un papel importante ya que los valores de conversión de furfural aumentan con el contenido en cobre, alcanzando un 90% para el K-15Cu tras 5 h de reacción. El alcohol furfurílico y el 2-metilfurano han sido los únicos productos detectados, favoreciéndose la formación de alcohol furfurílico con la adición de promotores.