Search

A new monolithic reactor for operando Raman spectroscopy studies of honeycomb-shaped catalysts has been developed to obtain complete information on these systems, considering the effect of conformation on structure–activity relationships; this is illustrated by Raman-GC monitoring of alumina-supported vanadium phosphorous oxide phases during propane ammoxidation with monolithic and powdered beds.

La implementación industrial de catalizadores en procesos de protección ambiental lleva consigo, en la mayor parte de los casos, el empleo de catalizadores con estructura monolítica. El uso de monolitos combina excelentes condiciones de contacto gas-sólido y pérdidas de presión extremadamente bajas, características esenciales para cumplir los requerimientos de eficiencia energética que se pide a este tipo de catalizadores. Nuestro trabajo en este ámbito se ha concentrado en conseguir datos espectrales representativos durante la operación de un catalizador monolítico en condiciones reales de trabajo.

Los modelos de relación estructura-reactividad para un mismo sistema en una misma reacción varían significativamente en bibliografía. La causa de esta discrepancia radica es que la estructura del catalizador másico se relaciona con la actividad mientras que la reacción tiene lugar en la superficie, la cual puede ser significativamente distinta de la masa. Pocas técnicas analíticas permiten caracterizar la superficie de los catalizadores másicos, lo cual dificulta el entendimiento de la naturaleza de ellos durante el proceso catalítico y la naturaleza de sus centros activos. Las técnicas de caracterización “másicas” pueden proporcionar información de la superficie si el tamaño se reduce a pocos nanómetros, donde la relación superficie-volumen se hace muy elevada. Los fosfatos de vanadio (VPO) son los únicos catalizadores para el proceso comercial de oxidación de n-butano a anhídrido maléico pero también se emplean en los procesos de amonoxidación selectiva de parafinas a los correspondientes nitrilos (principalmente amonoxidación de compuestos aromáticos en fase liquida) y en oxidación de propano o propileno a ácido acrílico. El sistema VPO para obtención de anhídrido maléico ha sido ampliamente estudiado. Se han propuesto varios centros activos para obtención de anhídrido maléico (V5+, V4+, un par redox de 1 e-, un par redox de 2 e-, interacción entre la fase cristalina de (VO)2P2O7 y las fases amorfas etc.). Sin embargo pocos estudios se han publicado de la amonoxidación de propano a acrilonitrilo y de la oxidación de propano a acido acético o acido acrílico sobre catalizadores tipo VPO, además la mayoría de los estudios que se encuentran en bibliografía son los estudios ex situ. El presente proyecto de Tesis Doctoral incluye el análisis del proceso catalítico de oxidación selectiva de propano a acrilonitrilo (en presencia de amoniaco) y acido acrílico (en presencia de vapor de agua) sobre catalizadores de vanadio-fósforo-oxígeno soportados y sobre el catalizador t

A series of experiments was conducted to reveal the impact on the catalyst and NH3-SCR activity of an industrial deNO(x) catalyst from Haldor Topsee A/S (V2O5-WO3/TiO2) by exposure to H-2 and H-2/O-2. Treatment of the SCR catalyst was done by exposure for 60min with three different concentrations of H-2 (0-2%) in an 8% O-2/N-2 mixture, where the SCR activity was measured before and after the hydrogen treatment. The results show that the activity of the SCR catalyst is only negligibly affected during exposure to the H-2/O-2 gas and in all cases it returned reversibly to the initial NOx conversion rate after reexposure to the standard NH3-SCR gas. In situ electron paramagnetic resonance (EPR) and UV-vis spectroscopy at 250 degrees C suggest that a significant part of V4+ present during SCR conditions was oxidized to V5+ during exposure to 2% H-2 + 8% O-2. However, the distribution of vanadium in oxidation states V4+ and V5+ returned to the initial redox equilibrium in less than an hour after the hydrogen-oxygen treatment, emphasizing the reversibility of the v(4+)-V5+ system. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.