Desarrollo de nuevos materiales basados en carburo de Molibdeno y Silicio (Mo2C y SiC) para su aplicación en catálisis

Resumen

En el Capítulo 1 se realiza una introducción general describiendo las líneas de investigación estudiadas en esta tesis. Para ello, se introducen los términos de catálisis y catálisis heterogénea, la importancia de los soportes de catalizadores y sus principales características. También se describen las propiedades fisicoquímicas de los carburos de molibdeno y silicio y los diferentes métodos que existen de fabricación de estos. Por último, se describen las reacciones catalíticas de interés medioambiental e industrial que se estudiaron a lo largo esta tesis (hidrogenación de crotonaldehído, hidrogenación de nitroarenos y la Reverse Water Gas Shift RWGS). En el Capítulo 2 se definen las técnicas experimentales que se utilizaron para el estudio de las propiedades de los materiales sintetizados, así como los montajes construidos para las reacciones catalíticas estudiadas en este trabajo. En el Capítulo 3 se presentan los resultados del estudio de la actividad catalítica de un catalizador 5%Pt/SiC en la reacción de hidrogenación de crotonaldehído. Además, en este capítulo se estudian las limitaciones de utilizar el SiC como soporte de catalizador en reacciones a alta temperatura. En el Capítulo 4 se desarrolla un método de síntesis de carburo de silicio poroso. A partir de un tratamiento térmico a 1450ºC en atmósfera inerte de una sílice porosa y carbón depositado sobre esta mediante un depósito químico en fase de vapor (CVD). En el capítulo 5 se desarrolló un carburo de molibdeno poroso mediante una infiltración reactiva de MoO3 líquido de un carbón activado. Adicionalmente, se estudió la actividad catalítica en la reacción Reverse Water Gas Shift y en la hidrogenación de crotonaldehído de dicho carburo y se comparó el rendimiento con un carburo de molibdeno comercial. En el Capítulo 6 se diseñó y desarrolló un carburo de molibdeno a partir de la descomposición térmica de un Metal Organic Framework (MOF, NENU-5). De forma complementaria, se estudió la actividad catalítica de este carburo en la reacción hidrogenación de nitroarenos obteniendo resultados prometedores. En el Capítulo 7 se recogen las conclusiones generales de esta Tesis Doctoral. Referencias: Ortega-Trigueros, A; Caccia,M; Narciso,J Tuning Activity and Selectivity in catalyzed reactions of environmental and industrial importance with high-surface area, mesoporous Mo2C catalyst.Chem. Mater. 2022; 34 (14), 6232-6239 Ortega-Trigueros, A, Narciso, J, Caccia, M. Synthesis of high-surface area mesoporous SiC with hierarchical porosity for use as catalyst support. J Am Ceram Soc. 2020; 103: 5966– 5977