Catalytic and FT-IR study on the reaction pathway for oxidation of propane and propylene on V- or Mo–V-based catalysts

Concepción, Patricia; Botella, Pablo; Nieto, J.M. López

doi:10.1016/j.apcata.2004.09.024

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“…The overall acid strength is quite low, but slightly increased over MoV oxide that shows still some traces of adsorbed ammonia after evacuation at 473 K, whereas complete desorption of NH 3 has been achieved on M1 after evacuation at 453 K. Similar trends were observed by pyridine and ammonia adsorption on chemically related systems composed of a mixture of phases. [43][44][45] The weak acid sites on MoVTeNb oxide might be responsible for undesired C-C bond splitting reactions that lead to the formation of acetic acid and carbon oxides. The results suggest that acidbase catalyzed reaction pathways cannot be excluded but may play perhaps a minor role in the reaction network of propane oxidation over M1.…”

Section: Adsorption Of Ammoniamentioning

confidence: 99%

Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid

Hävecker

Wrabetz

Kröhnert

et al. 2012

Journal of Catalysis

151

178

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The surface of a highly crystalline MoVTeNb oxide catalyst for selective oxidation of propane to acrylic acid composed of the M1 phase has been studied by infrared spectroscopy, microcalorimetry, and in-situ photoelectron spectroscopy. The acid-base properties of the catalyst have been probed by NH3 adsorption showing mainly Brønsted acidity that is weak with respect to concentration and strength of sites. Adsorption of propane on the activated catalyst reveals the presence of a high number of energetically homogeneous propane adsorption sites, which is evidenced by constant differential heat of propane adsorption qdiff,initial=57 kJ mol -1 until the monolayer coverage is reached that corresponds to a surface density of approximately 3 propane molecules per nm 2 at 313 K. The decrease of the heat to qdiff,initial=40 kJ mol -1 after catalysis implies that the surface is restructured under reaction conditions. The changes have been analyzed with high-pressure in-situ XPS while the catalyst was working applying reaction temperatures between 323 and 693 K, different feed compositions containing 0 mol.-% and 40 mol.-% steam and prolonged reaction times. The catalytic performance during the XPS experiments measured by mass spectrometry is in good agreement with studies in fixed bed reactors at atmospheric pressure demonstrating that the XPS results taken under operation show the relevant active surface state. The experiments confirm that the surface composition of the M1 phase differs significantly from the bulk implying that the catalytically active sites are no part of the M1 crystal structure and occur on all terminating planes. Acrylic acid formation correlates with surface depletion in Mo 6+ and enrichment in V 5+ sites. In presence of steam in the feed, the active ensemble for acrylic acid formation appear to consist of V 5+ oxospecies in close vicinity to Te 4+ sites with an element ratio Te/V=1.4. The active sites are formed under propane oxidation conditions and are embedded in a thin layer enriched in V, Te, and Nb on the surface of the structural stable self-supporting M1 phase.

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Section: Adsorption Of Ammoniamentioning

confidence: 99%

Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid

Hävecker

Wrabetz

Kröhnert

et al. 2012

Journal of Catalysis

151

178

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“…Este hecho podría estar estrechamente relacionado con la desaparición de centros ácidos Brönsted en la superficie del catalizador [149,197].…”

Section: Propiedades Catalíticas De Las Fases M1 Y M2unclassified

“…Esta hipótesis podría explicar también los menores rendimientos a ácido acrílico obtenidos sobre los catalizadores con Sb, respecto a los equivalentes con Te, ya que se ha observado un mayor número de centros ácidos en los catalizadores con Sb [149,150,197]. Probablemente esto es debido a la menor carga del catión Sb III que se incorpora a la red, con respecto al catión Te IV , lo que parece compensarse con la incorporación de protones en las red cristalina, dando como resultado la presencia de especies OH al igual que se observa en los materiales microporosos zeolíticos.…”

Section: Propiedades Catalíticas De Las Fases M1 Y M2unclassified

“…En general, los esquemas de reacción propuestos en la bibliografía para catalizadores MoVTe(Sb)NbO consideran que, junto a la formación de ácido acrílico (a través de acroleína), existe un proceso competitivo por el cual se obtiene ácido acético a través de acetona (Esquema 1.3, c) [137,139,197,218,[220][221][222].…”

Section: Síntesis De Catalizadores Basados En Omm Con Mo Y Vunclassified

“…La mayoría de estudios publicados sobre oxidación selectiva de propano [137,169,197,[218][219][220][221][222] consideran que la reacción tiene lugar a través del mecanismo Mars-Van Krevelen [23], por el cual la oxidación del hidrocarburo transcurre con oxígeno de red del catalizador, mientras que la reoxidación del catalizador con oxígeno molecular de la mezcla de reacción (Esquema 1.1). Como ya se ha comentado anteriormente, este mecanismo es característico de los óxidos de metales de transición y se observa también para otras reacciones de oxidación parcial (de propeno a acroleína o a ácido acrílico, de acroleína a ácido acrílico, etc) sobre catalizadores de este tipo [154,207,208,210,211,213].…”

Section: Síntesis De Catalizadores Basados En Omm Con Mo Y Vunclassified

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Oxidación selectiva de hidrocarburos ligeros sobre catalizadores basados en óxidos metálicos mixtos

Barceló¹

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AgradecimientosHace ocho años, durante el penúltimo curso académico de mi licenciatura en Química, me dediqué a visitar todos los institutos de investigación de los que tenía conocimiento, con la intención de conseguir realizar prácticas formativas complementarias. Todas las personas con las que me entrevistaba tenían algo en común: ninguna tenía problemas con que realizara prácticas formativas en su instituto... pero a todos les faltaba algo. Fue por casualidad, un día que andaba por la UPV, se me ocurrió echar un vistazo a uno de esos carteles informativos con el plano y la descripción de todas las instalaciones. Fue entonces cuando encontré el nombre del Instituto de Tecnología Química. Ya me había hablado de él un profesor del departamento de química inorgánica, Carlos Gómez (uno de los mejores docentes que he tenido, brillante y humilde, motivado y motivador). En ese preciso momento decidí acudir para informarme. Preguntando, acabé en el despacho de gerencia. Allí estaba Amparo Mifsud, quien amablemente me recibió. De modo que hablamos acerca del ITQ y de mis inquietudes. Gracias a su mediación me dio a conocer a José Manuel López Nieto. Y a partir de ahí empezó todo lo que finalmente ha tenido como resultado la presente memoria de Tesis doctoral. Primero fueron prácticas en verano, que llevaron a más prácticas en invierno, al proyecto final de carrera, a contratos de investigación, y finalmente beca para Tesis doctoral (BES-2004-4765):Financiada por el Ministerio de Educación y Ciencia con cargo al proyecto PPQ2003-03946Quiero agradecer a Amparo Mifsud su voto de confianza con aquel chaval ingenuo e ilusionado que hace ocho años entro en su despacho por primera vez. Gracias también, porque desde entonces siempre lo ha tenido abierto para lo bueno y para lo malo (como dice ella).Agradecer al Prof. José Manuel López Nieto, la oportunidad que me ha brindado al depositar su confianza en mi para realizar esta tesis. Desde la primera entrevista me contagió todo su entusiasmo por este trabajo, la investigación, y desde entonces no le he visto perder ni un ápice de esa ilusión.Gracias por su tiempo, sus consejos, sus ideas. Gracias por su motivación y por todo el interés que ha puesto en mi formación en el campo de la investigación química.También quiero dar las gracias especialmente al director del Instituto, el Prof. Avelino Corma, siempre disponible con una sonrisa, a pesar de sus innumerables obligaciones, para cualquier cosa que he podido necesitar. Por sus sinceros y sabios consejos, y en especial por su apoyo profesional.Agradecer a todas las personas que con su trabajo han colaborado en la consecución de esta tesis:Benjamín Solsona (mi modesto compañero y amigo), Pablo Botella (maestro en el arte de la síntesis), Patricia Concepción, Enrique Rodríguez, Ana Dejoz, M. Isabel Vázquez, José Luís Jordá. A todo el personal de caracterización: Chusa, Fanny, Rosa, Maribel, Amparo, Alejandro, Adelina.Al personal de administración: Inma, Mónica (mi ángel de la guarda personal), Mª Amparo, Inma, Agustín, etc.Al perso...

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Photoelectron Spectroscopy of Catalytic Oxide Materials

Teschner

Vass

Schlögl

2008

Metal Oxide Catalysis

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Catalytic and FT-IR study on the reaction pathway for oxidation of propane and propylene on V- or Mo–V-based catalysts

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Oxidación selectiva de hidrocarburos ligeros sobre catalizadores basados en óxidos metálicos mixtos

Photoelectron Spectroscopy of Catalytic Oxide Materials

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