Reações de etanol sobre hidrotalcitas calcinadas

Materiais do tipo hidrotalcita MgI-xAlx(OH)2(COl)x/2.Y H20 foram sintetizados, calcinados, caracterizados e testados cataliticamente na conversão do etanol. As sínteses foram realizadas com proporções de alumínio correspondentes a valores de x variando de 0,25 e 0,33. Ambos os materiais mostraram diftatogramas típicos de hidrotalcitas, áreas superficiais BET de cerca de 50 m2g-1 e 60 m2g-I, e volumes de mesoporos de 0,16cm3g-1 e 0,38 cm3g espectivamente. O volume de microporos é desprezível. Quando calcinados a temperaturas de 500°C a 1000°C, os materiais resultaram em óxidos duplos de magnésio e alumínio para temperaturas de até 800C. A partir desta temperatura o óxido duplo decompôs-se progressivamente em óxido de magnésio simples e aluminato de magnésio, uma fase espinélica. As áreas superficiais BET aumentaram para valores de cerca de 50 m2g-1 para valores de até 200 m2g-I. Os volumes de mesoporos também aumentaram de cerca de 0,16 e 0,42 cm3g-1 para valores de até 0,68 cm3g-I. Nos testes catalíticos, 1,956 gIh etanol diluído em nitrogênio na proporção de 1:2 foi passado a 350°C e pressão atmosférica sobre as hidrotalcitas calcinadas. Em todos os testes foram obtidos etileno, acetaldeído, éter etílico e n-butanol. A proporção de éter para nbutanol foi cerca de 1: 1, independente da temperatura de calcinação da hidrotalcita e do valor de x. O rendimento global dos produtos de condensação, éter e n-butanol, foi de cerca de 80%, sendo máximo para a temperatura de calcinação de 650°C, decrescendo continuamente até 10000C com acréscimos proporcionais no rendimento de acetaldeído. As conversões totais de etanol foram levemente maiores para hidrotalcitas calcinadas com valor de x igual a 0,33; o valor máximo de 14% foi obtido para amostras calcinadas a 650°C. Não foram detectadas variações de conversão de etanol ao longo de 150 minutos de operação do reator. Testes catalíticos comparativos realizados com óxido de magnésio, obtido a partir da calcinação do hidróxido de magnésio sintetizado em laboratório, resultaram em acetaldeído e traços de etileno. As conversões obtidas nestes testes foram em média apenas de 1 %, após rápida desativação do catalisadorHydrotalcite-like compounds, Mg1-xAlx(OH)2(Col")xl2.y H20, were synthesized, calcined, characterized, and tested as catalysts for the vapor phase conversion of ethanol. Two hydrotalcite-like compounds were synthesized by varying the fraction x of aluminum in the starting solutions from 0,25 to 0,33. Both materiaIs yielded X-ray diffraction pattems typical ofhydrotalcites, with BET surface areas ofabout 50 and 60 m2g1 and mesopore volumes of 0,16 and 0,38 cm3g-1, respectively. Micropore volumes were negligible. When calcined at temperatures ranging from 500 to 1000°C, the materiaIs flrst yielded aluminum and magnesium double hydroxides for temperatures up to 800°C. By increasing the calcination temperature, the double hydroxides were progressively decomposed into magnesium hydroxide and a magnesium aluminate spinelic phase. The BET surface areas were increased up to about 200 m2g-1 and the mesopores volumes, to 0,68 cm3g-1. Catalytic tests were performed at 350°C and atmospheric pressure by passing 1,96 gIh ethanol diluted in nitrogen at a molar ratio of 1:2 through a fixed bed of calcined hydrotalcite partieles. Ethylene, acetaldehyde, ethyl ether and n-butanol were identifled as the reaction products. The ratio of ether to n-butanol was elose to one for alI the hydrotalcite samples utilized. The global yield of the condensation products, ether and nbutanol, was maximum for materiaIs calcined at 650°C, about 80%, and decreased continuously with increasing calcination temperatures. Acetaldehyde yield was maximum for materiaIs calcined at 1000°C. Total conversions of ethanol were slightly higher when using samples with higher aluminum content (x=0,33); samples calcined at 650°C yielded the highest ethanol conversion, about 14%. No conversion changes were detected over 150 minutes of reactor operation. Catalytic tests performed with magnesium oxide, obtained by calcination of synthesized magnesium hydroxide, yielded acetaldehyde and traces of ethylene. Total conversion of ethanol was typically 1 % after strong catalyst deactivatio