Resum
La present tesi doctoral mostra un estudi sobre la síntesi i caracterització de bronzes basats en òxids metàl•lics de Mo i V, per ser empleats com a catalitzadors en la reacció d'oxidació parcial de propà a àcid acrílic. La preparació de sòlids basats en òxids mixtes MoVSb, MoVTe i MoVTeNb, s'ha portat a terme per mitjà de la síntesi hidrotermal. Els materials van ser finalment activats tèrmicament, en atmosfera inert, per a obtenir catalitzadors actius i selectius per l'oxidació parcial de propà. L'estudi de les propietats fisico-químiques d'aquests materials (abans i després de l'etapa d'activació tèrmica) s'ha portat a terme per mitjà de l'ús combinat de diverses tècniques de caracterització: adsorció de N2, DRX, FTIR, Raman, microscòpia electrònica (SEM/HREM), així com amb la determinació de les característiques redox i/o àcides superficials (XPS, TPD-NH3, o l'adsorció de molècules sonda per mitjà de espectroscòpia infraroja).
En primer lloc, s'ha estudiat la incorporació d'un metall promotor en la síntesi d'òxids mixtos MoVTeO. La incorporació de promotors en el gel de síntesi afecta la distribució de fases cristal•lines i al comportament catalític dels materials depenent de la naturalesa del metall incorporat. Únicament en el cas de la incorporació de Ca, Ga o Nb s'ha observat una millora en les propietats catalítiques dels materials. Especialment, cal destacar que, a més del niobi (element promotor ja conegut), la incorporació de gal•li millora substancialment la selectivitat a àcid acrílic durant l'oxidació de propà amb aquests materials. Així, s'ha aconseguit obtenir catalitzadors promoguts amb gal•li amb rendiments catalítics superiors als obtesos amb els catalitzadors ternaris de partida.
Posteriorment, s'ha estudiat la influència dels dos paràmetres importants en la síntesi d'òxids mixtos (MoVSbO, MoVTeO i MoVTeNbO): i) la temperatura de síntesi hidrotermal i ii) la temperatura d'activació tèrmica dels materials. La temperatura de síntesi hidrotermal afecta principalment a la formació de les fases cristal•lines presents en els catalitzadors actius i selectius, mentre que la temperatura d'activació tèrmica influeix en les característiques redox i/o àcides de la superfície del catalitzador, que té una gran influència en les propietats catalítiques dels materials.
Finalment, s'ha realitzat un estudi comparatiu de l'oxidació parcial de propà, propilè i metanol de materials MoVSbO, MoVTeO i MoVTeNbO activats tèrmicament a 500 (en general materials molt actius però poc selectius) i 600 º C (en general materials actius i molt selectius) . A més, l'estudi de caracterització superficial dels catalitzadors activats tèrmicament (a 500 ó 600ºC), ha permès conèixer la naturalesa dels centres actius i selectius presents en la superfície dels materials més interessants catalíticament. Així, de la comparació dels resultats catalítics i de caracterització s'ha establert una relació entre la modificació de les propietats superficials i les propietats catalítiques en l'oxidació parcial de propà a àcid acrílic d'aquests materials.