Catalizadores de nitruro de níquel soportados en una sílice comercial para la hidrogenación selectiva de furfural en fase gaseosa

Abstract

En las últimas décadas, el crecimiento del consumo mundial de energía, el agotamiento de las reservas de petróleo y las preocupaciones ambientales han incrementado el interés en el desarrollo de alternativas a los combustibles fósiles. En este sentido, los recursos de carbono no fósiles están adquiriendo un papel fundamental para la producción de energía, biocombustibles y productos químicos. La biomasa lignocelulósica es el recurso de carbono no fósil más abundante y económico, y puede no competir con la cadena alimentaria,considerándose la fuente de carbono más sostenible. Concretamente, la hemicelulosa tiene un alto potencial, ya que tras su hidrólisis y la deshidratación de la xilosa resultante se puede obtener furfural, que es una importante molécula plataforma. Actualmente, la hidrogenación de furfural permite la producción de una amplia gama de productos químicos. Los carburos y nitruros de metales de transición presentan una estructura electrónica similar a la de algunos metales nobles y, por lo tanto,se espera que posean actividades catalíticas similares a las de los metales del grupo del platino. El nitruro de níquel soportado en carbono muestra, en la hidrogenación de varias moléculas orgánicas, una conversión similar a la del níquel soportado,pero con un patrón de selectividad diferente. En nuestro caso,se ha cambiado el soporte de carbón por una sílice comercial para estudiar su comportamiento en la hidrogenación de furfural en fase gaseosa, donde los catalizadores basados en níquel exhiben un alto poder hidrogenante, pero con baja selectividad, dando lugar a diferentes productos hidrogenados. El catalizador de Ni3N-SiO2 con un 10% de Ni presenta los mejores resultados, con una conversión del 85% después de 5 h de reacción. Además, se observa que es estable con el tiempo de reacción. A 170ºC, se obtienen rendimientos en alcohol furfurílico y furano del 30 y 30%, respectivamente. Sin embargo, a mayor temperatura, el patrón de selectividad cambia.