BRPI0807009A2

BRPI0807009A2 - Catalisador de ouro suportado em carbono

Info

Publication number: BRPI0807009A2
Application number: BRPI0807009-1A
Authority: BR
Inventors: Alireza Haji Begli; Christine Kroener; Nadine Decker; Ulf Pruesse; Klaus-Dieter Vorlop
Original assignee: Suedzucker Ag Manhheim Ochsenfurt
Priority date: 2007-02-03
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2014-04-22
Also published as: IL200101A0; EP2117703A1; EA200901033A1; WO2008095629A1; KR20090108087A; WO2008095629A8; CN101631610A; DE102007005528A1; ZA200905368B; JP2010517740A; US20100137637A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "CATALISADOR DE OURO SUPORTADO EM CARBONO"

Descrição.

A presente invenção refere-se a um processo para a produção de catalisadores de ouro com suporte de carbono poroso e precursor de ácido cloroáurico. A presente invenção também se refere a catalisadores de ouro e seu uso para a oxidação especialmente de álcoois, aldeidos, compostos polihidroxilados e carboidratos.

Estado da técnica.

Existe uma demanda regular para catalisadores altamente ativos e estáveis que possam ser usados principalmente para a oxidação de compostos orgânicos tais como álcoois, aldeidos, compostos polihidroxilados, monossacarideos, oligossacarídeos e polissacarideos.

Conhece-se o uso de catalisadores de paládio e platina suportados para a oxidação de glicose. Mas devido à baixa seletividade e taxa de transformação, este uso é consideravelmente limitado. Produtos secundários da reação freqüentemente não podem mais ser separados ou são separados com dificuldades da mistura do produto. A pureza de um produto está associada à possibilidade de purificação. Muitos produtos de reação são considerados altamente puros apenas porque os produtos secundários da reação não podem mais ser separados. Em alguns casos, os produtos secundários de reação como tais não podem mais ser comprovados ou diferenciados com os processos usuais.

Freqüentemente ocorre também uma desativação relativamente rápida dos catalisadores devido ao bloqueio da superfície dos mesmos em virtude da absorção e/ou de efeitos de contaminação. Este efeito é conhecido em particular para o 10 material suporte de carbono. Como se sabe, o carvão ativo é usado para a purificação de misturas de produtos.

Para a produção em escala industrial de produtos de oxidação a partir de carboidratos agora, como antes, são freqüentemente usados processos de fermentação que são acompanhados por grande dispêndio de aparelhagem e gasto de água.

Por esta razão precisam ser desenvolvidos novos tipos de catalisadores que possibilitem uma oxidação catalítica efetiva, especialmente de carboidratos, por exemplo, para a 20 produção de ácidos aldônicos, sob a utilização de dioxigênio como agente de oxidação e que, além de uma alta atividade e seletividade, também apresentam uma longa vida útil. Catalisadores de ouro suportados são conhecidos. Eles são usados principalmente para a oxidação de CO ou propeno na fase gasosa e para hidrogenações seletivas. Catalisadores de ouro suportados por carbono também podem ser usados para a oxidação 5 seletiva de D-glicose para ácido D-glicônico na fase líquida. Do documento DE 103 199 17 Al são conhecidos catalisadores de ouro suportados com partículas de ouro de distribuição nano- dispersa em suportes de carbono ou de óxido de metal. Estes são usados principalmente para a oxidação Cl-seletiva da 10 glicose e de outros carboidratos. Porém, a atividade desses catalisadores não é satisfatória.

Processos para a produção de catalisadores de ouro através da impregnação do suporte segundo o método de impregnação até umidade incipiente são conhecidos. Mas na 15 literatura tais métodos de impregnação são descritos como não apropriados para a síntese de catalisadores de ouro ativos e estáveis. Isto é causado principalmente pelo fato de que neste processo, via de regra, alegadamente apenas são obtidas partículas de ouro grandes (maiores do que 10 nm).

Obj etivo.

0 problema técnico colocado para a presente invenção consiste em fornecer catalisadores de ouro suportados melhorados e processos para sua produção que apresentem uma atividade e seletividade melhorada, particularmente na oxidação de compostos orgânicos tais como álcoois, aldeidos e compostos polihidroxilados. Além disso, a presente invenção 5 tem a tarefa técnica de fornecer processos para a oxidação seletiva e efetiva de carboidratos, em particular para a produção de ácidos aldônicos que superem as desvantagens do estado da técnica.

0 problema técnico colocado é solucionado por meio do fornecimento de um processo para a produção de um catalisador de ouro suportado de acordo com a reivindicação 1, precisamente de um suporte de carbono poroso e precursor de ácido cloroáurico, sendo que em uma etapa (a) é fornecido o suporte de carbono, em uma etapa (b) o suporte é colocado em contato com uma solução aquosa ou suspensão do precursor de ácido cloroáurico. Disso é obtido na etapa (b) um precursor de catalisador impregnado que em uma etapa seguinte (c) é seco. 0 processo de acordo com a presente invenção é, em particular, caracterizado pelo fato de que na etapa (a) o suporte é colocado à disposição em forma seca ou, preferencialmente, pulverizada ou granulada ou como corpo moldado, e que na etapa (b) o volume da solução aquosa ou suspensão do precursor de ácido cloroáurico no máximo é tão grande que corresponde ao volume dos poros do suporte. Ele pode ser menor, porém não maior, do que volume de poros.

Se o volume de poros especifico do suporte não é conhecido, de preferência, o volume da solução aquosa do precursor levado para o suporte seco deve ser determinado empiricamente, adicionando-se a solução de precursor paulatinamente ao suporte seco, até que o suporte não possa mais receber nenhum outro volume da solução de precursor. Isto se torna reconhecível, antes de tudo, no aspecto úmido do material do suporte que vai surgindo. Para cada tipo de suporte de carbono surge uma capacidade de absorção específica [em mL/g suporte de catalisador] t que depende principalmente da relação entre superfície e volume, do tamanho dos poros e do grau de secagem do suporte de carbono. "Seco" quer dizer que o suporte de carbono poroso em essência não contém nenhuma umidade no volume de poros, de modo que no volume de poros pode ser colocada a solução do precursor.

Em uma variação especialmente preferida, as etapas (a) a (c) são executadas duas ou mais vezes sucessivamente. Em uma variação alternativa, as etapas (b) e (c) são executadas simultaneamente, isto é, paralelamente lado a lado, em uma preparação da reação.

Em uma execução preferida, na etapa (b) ocorre a colocação em contato do suporte de carbono com o precursor de ácido cloroáurico, adicionando-se em gotas o precursor ao suporte sob agitação. Em outra variação preferida, o precursor é pulverizado sobre o suporte, sendo que o suporte preferencialmente é agitado. De preferência, durante a agitação, o suporte com o precursor aplicado é seco (etapa (c)). Em uma variação, a colocação em contato do precursor com o suporte ocorre em um tanque de drageamento ou em um prato de peletização, onde preferencialmente é gotejado ou aplicado por pulverização e eventualmente ao mesmo tempo seco. Em outra variação, o suporte encontra-se em um leito fluidizado e o precursor é introduzido no leito fluidizado, preferencialmente pulverizado, nisso o suporte preferencialmente é seco com o precursor aplicado (etapa (c) ) .

Preferencialmente é usado como precursor de ácido cloroáurico uma solução ou suspensão ácida de cloroaurato (HAuCl4) em ácido aquoso, especialmente ácido clorídrico, sendo que preferencialmente a concentração do ácido é de 0,1 mol/L a 12 mol/L, preferencialmente de 1 mol/L a 4 mol/L, de preferência especial à 21 mol/L. Em uma forma de execução especialmente preferida, o valor pH da solução de precursor pronta é sempre 6 ou menos, 5 ou menos, 4 ou menos, 3 ou menos, 2 ou menos, e o mais preferido, sempre 1 ou menos. De preferência ou eventualmente (dependendo do caso de uso) a solução de precursor usada de acordo com a presente invenção recebe pelo menos mais outro ácido. É lógico que como o outro ácido e no lugar do ácido clorídrico podem ser usados outros ácidos inorgânicos ou orgânicos.

De preferência especial, para a produção da solução aquosa de precursor, a quantidade necessária de ácido cloroáurico é diretamente pesada e dissolvida no ácido aquoso. Preferencialmete, para dissolver o ácido cloroáurico é usado ácido clorídrico, preferencialmente com uma concentração de

0,1 mol/L a 12 mol/L, de 1 mol/L a 4 mol/L e de preferência especial, de 2 mol/L.

Medições por TEM mostraram que os catalisadores produzidos de acordo com a presente invenção surpreendentemente apresentam partículas muito pequenas, inferiores a 10 nm, especialmente de 1 a 10 nm, preferencialmente de 1 nm a 9 nm, em particular de 1 nm a 5 nm, ou até de 1 nm a 2 nm e ativas. Com o processo de acordo com a presente invenção, os inventores conseguiram pela primeira vez, preparar de acordo com o método impregnação até umidade incipiente partículas de ouro cataliticamente ativas em tamanhos de claramente inferior a 19 nm em um suporte de carbono. Estes resultados são surpreendentes e contradizem as descrições ou expectativas da literatura correspondente. Os catalisadores de ouro obtidos mostram uma atividade e seletividade não alcançada até agora, por exemplo, na transformação de glicose ou lactose. Em particular, com o uso de uma solução de precursor fortemente ácida (por exemplo, HCl de 2 mol/L como solvente para ácido cloroáurico) conseguiu-se a preparação do catalisador de ouro suportado em carbono até agora mais ativo. Um catalisador produzido de acordo com a presente invenção apresenta na oxidação de glicose uma atividade de mais de 2000 mmol/g Metai1 min-1.

HAuCl4 não é estável em solução aquosa, e sim é hidrolisado. Em vários equilíbrios conectados um depois do outro ocorre uma troca sucessiva do cloreto por água e grupos hidróxi: [AuCl4]', [AuCl3(OH)]-, [AuCl2(OH)2]-, [AuCl2(OH)], [AuCl(OH)2], [Au(OH)3], [Au(OH)4]-. Estes equilíbrios dependem do tempo e do pH. Através de um valor pH suficientemente baixo, a hidrólise pode ser evitada ou influenciada. Sem ser comprometido com a teoria, domina em solução aquosa fortemente ácida (2 mol/L de HCl) o complexo de tetracloro [AuCl4]". A presença desse complexo

surpreendentemente faz com que, sobretudo na redução do 5 precursor do catalisador, sejam estabilizadas partículas muito pequenas. Em outras soluções ácidas mais fracas, provavelmente ocorre paulatinamente uma troca sucessiva de íons cloreto por água e íons hidróxido.

Na etapa (c) a secagem é feita preferencialmente a temperaturas superiores a ou iguais à temperatura ambiente, de preferência, de 60 0C a 200 °C, especialmente preferido, de 60 0C a 100 °C.

De preferência, em outra etapa (d) que preferencialmente é realizada depois da etapa (c), o precursor de catalisador é 15 reduzido. Isto ocorre preferencialmente na corrente de hidrogênio. De preferência, a corrente de hidrogênio possui um teor de hidrogênio de 5 % em volume a 15 % em volume, de preferência, de 10 % em volume. Dependendo da área de uso, a corrente de hidrogênio pode eventualmente conter pelo menos um 20 gás inerte como nitrogênio ou gás nobre. De preferência especial, a corrente de hidrogênio consiste de gás de hidrogeno e pelo menos um gás inerte. Como alternativa, a redução pode ser feita como redução de fase líquida de modo conhecido com agentes de redução apropriados, como hidroboro de sódio, sais de formiato, carboidratos, formaldeído ou hidrazina.

Se em uma forma de execução preferida do processo de

acordo com a presente invenção as etapas (a) a (c) , especialmente as etapas (b) e (c) forem executados várias vezes um depois do outro, de preferência, é previsto que entrementes, preferencialmente depois de cada execução das 10 etapas (a) a (c) , especialmente (b) e (c) o precursor de catalisador seja reduzido (etapa (d)).

De preferência, a redução na etapa (d) é executada a temperaturas acima de ou iguais a 250°C. De acordo com a presente invenção, de preferência, a redução ocorre em 10 a 300 minutos, preferencialmente em 80 a 120 minutos.

De acordo com a presente invenção também é previsto que ao suporte e/ou à suspensão aquosa ou suspensão do precursor de ácido cloroáurico seja adicionado pelo menos um agente dopante. Este preferencialmente é selecionado de óxidos dos 20 metais alcalinos, dos metais de álcalinos terrosos e dos metais terrosos raros. Especialmente preferidos são dopagens com sódio, potássio, césio, cálcio, cério e/ou samário. De preferência, a pelo menos uma adição de dopagem é acrescido em uma fração de 0,01 % em peso a 1 % em peso.

Outro objeto da presente invenção é também o uso de um precursor de ácido cloroáurico que contém uma solução ou uma 5 suspensão de ácido cloroáurico (HAuCl4) em um solvente ou que consiste disso, sendo que o solvente é uma solução aquosa com uma concentração de 0,1 mol/L a 12 mol/L, de preferência, de a mol/L a 4 mol/L, especialmente preferido de 2 mol/L. De preferência, o ácido é o ácido clorídrico (HCl). De 10 preferência, o ácido clorídrico está presente eventualmente junto com pelo menos um outro ácido. De acordo com a presente invenção, este precursor de ácido cloroáurico para a produção do catalisador de ouro suportado em carbono é usado de acordo com um dos processos descritos acima.

Outro objeto da presente invenção é também um catalisador

de ouro suportado em carbono que pode ser produzido ou é produzido de acordo com o processo acima mencionado. O catalisador de acordo com a presente invenção é especialmente caracterizado pelo fato de que o tamanho médio das partículas 2 0 de ouro no suporte é essencialmente menor do que 10 nm, de preferência, 5 nm ou menor, especialmente preferido, de 1 nm a 2 nm. Preferencialmente o catalisador de acordo com a presente invenção apresenta uma fração de ouro de 0,01 % em peso a 10 % em peso, de preferência, de 0,01 % em peso a 2 % em peso, especialmente preferido, de 0,3 % em peso.

Por fim, outro objeto da presente invenção é o uso do 5 catalisador de acordo com a presente invenção acima mencionado para a oxidação de reagentes orgânicos, que são selecionados especialmente entre alcoóis, aldeidos e compostos polihidroxilados. De acordo com a presente invenção, o catalisador é usado preferencialmente em uma catalise 10 heterogênea. Isto significa que o catalisador existe como matéria sólida, ao passo que os reagentes a serem oxidados estão presentes na fase líquida, por exemplo, como solução aquosa. 0 dioxigênio que é usado preferencialmente para a oxidação é passado através da fase líquida como gás e por meio 15 de agitação intensiva, é distribuído e dissolvido na fase líquida. O catalisador é preferencialmente usado na forma de um pó ou granulado. Em outra variação preferida são usados corpos moldados, por exemplo, cilindros, cilindros ocos, esferas ou cordões.

Em uma forma de execução preferida é preparada uma

solução aquosa ou suspensão do reagente ou da mistura de reagentes a serem oxidados que contém o reagente em uma fração de pelo menos cerca de 10 mmol/L, de preferência, pelo menos cerca de 100 mmol/L, 150 mmol/L, 250 mmol/L, 1000 mmol/L ou 1500 mmol/L. Em seguida é acrescido à solução aquosa do reagente o catalisador de acordo com a presente invenção, de 5 preferência, em forma de pó em uma fração de cerca de 10 mg/L a 10 g/L, sendo que preferencialmente para cada litro é adicionado cerca de um 1 g de catalisador. De preferência, a relação entre a quantidade do / dos reagentes a serem oxidados e a quantidade de ouro contido no suporte de carbono é de pelo 10 menos cerca de 300 a 400 000, de preferência, no mínimo 300, 500, 1 000, 2 000, 4 000, 10 000, 20 000, 50 000, 100 000, 200 000 ou 400 000.

De preferência, a oxidação do reagente ou da mistura de reagentes é executada em um valor pH de 7 a 11, 15 preferencialmente, de 8 a 10. Preferencialmente é usada uma temperatura de 20 0C a 140 °C, de 40 0C a 90 °C, e de preferência especial, de 40 0C a 80 °C. A pressão é preferencialmente de mais ou menos 1 bar até mais ou menos 25 bar. De preferência, oxigênio e/ou ar com uma taxa de emissão 20 de gás de 100 mL/min x L volume do reator) até 10000 ml/(min x L volume do reator) r preferencialmente de 500 ml/ (min X L volume do reator) é passado através da solução aquosa do reagente, da mistura ou da composição, em efervescência.

É evidente que nos catalisadores de ouro de acordo com a presente invenção na oxidação de aldoses ocorre uma seletividade de 100 % para a posição dos aldeidos. Por essa razão, os catalisadores de ouro de acordo com a presente invenção também são apropriados para a oxidação seletiva de carboidratos. Isto significa, em especial, a oxidação de um grupo aldeído oxidável no Cl-carbono de um carboidrato para um grupo de carboxila, ao passo que grupos de álcool em outros átomos de carbono do carboidrato não são oxidados. Como resultado, de preferência é obtido ácido aldônico. Os carboidratos usados preferencialmente de acordo com a presente invenção são, de preferência, aldoses, que no Cl-carbono apresenta um grupo aldeído oxidável, ou 2-cetoses onde no átomo de Cl-carbono pode ser introduzido um grupo aldeído oxidável. Através da oxidação seletiva do grupo aldeído de uma aldose é obtido um ácido aldônico. Na oxidação seletiva de uma mistura de aldoses, portanto, é obtida uma mistura de diversos ácidos aldônicos.

A presente invenção também se refere ao uso dos catalisadores de acordo com a presente invenção para a produção de um ácido aldônico ou de uma mistura de diversos ácidos aldônicos por meio da oxidação seletiva de uma ou várias aldoses com um grupo aldeído oxidável.

Portanto, a presente invenção também se refere ao uso 5 para a produção de um ácido aldônico ou de uma mistura de diversos ácidos aldônicos sob a utilização de uma ou mais 2- cetoses, sendo que as 2-cetoses são primeiro transformadas nas formas de aldose tautômeras com um grupo aldeído oxidável e depois, sob o uso do catalisador, são seletivamente oxidados.

De acordo com a presente invenção, os carboidratos a

serem oxidados abrangem tanto poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas monômeros, isto é, monossacarídeos, seus dímeros a decâmeros, isto é, oligossacarídeos como dissacarídeos, trissacarídeos etc. e os polissacarídeos 15 macromoleculares. Os "monossacarídeos" no contexto da presente invenção são compostos da fórmula química geral CnF^nOn com três a sete funções de oxigênio, sendo que monossacarídeos naturais em essência são hexoses e pentoses. A cadeia de carbono de um monossacarídeo pode ser não ramificada ou ramificada. Os 20 "oligossacarídeos" são compostos que são obtidos através da reunião de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos sob a saída da água. De preferência especial, o catalisador é usado para a oxidação seletiva de carboidratos, selecionados entre monossacarídeos como glicose, galactose, manose, xilose e ribose e aldoses de dissacarídeos como maltose, lactose, celobiose e isomaltose, e dissacarídeo-2-cetoses como palatinose e xaropes de amido e maltodextrinas e misturas desses carboidratos. Em virtude da alta seletividade, xaropes de amido comuns, os chamados xaropes industriais, podem ser oxidados diretamente.

Na oxidação de glicose sob a utilização do processo de acordo com a presente invenção é obtido ácido glicônico como produto de oxidação. Na oxidação de galactose, sob o uso do processo de acordo com a presente invenção, é obtido ácido galactônico como produto de oxidação.

Em outra forma de execução preferida, o carboidrato a ser oxidado é um oligossacarídeo, especialmente um dissacarideo. 0 dissacarídeo a ser oxidado é preferencialmente uma aldose de dissacarideo como maltose, lactose, celobiose ou isomaltulose. De acordo com a presente invenção, na oxidação seletiva de maltose sob o uso do processo de acordo com a presente invenção é obtido o ácido maltônico como produto de oxidação. Sob o uso do processo de acordo com a presente invenção, é obtido o ácido lactobiônico sem produtos secundários como produto de oxidação da lactose.

Em outra forma de execução preferida da presente invenção, o oligossacarídeo a ser oxidado é uma cetose de 5 dissacarídeo. 0 dissacarídeo cetose a ser oxidado preferencialmente é a palatinose (isomaltulose). Antes da oxidação, de acordo com a presente invenção, a palatinose é convertida na forma de aldose tautômera que então é oxidada.

Em outra forma de execução preferida da presente invenção, o carboidrato a ser oxidado é uma maltodextrina. Maltodextrinas são carboidratos solúveis em água obtidos através da fragmentação enzimática do amido, em especial equivalentes de dextrose com um comprimento de cadeia de 2 a 30, de preferência, de 5 a 20 unidades de anidroglicose e uma fração de maltose. Na oxidação seletiva de maltodextrina sob a aplicação do processo de acordo com a presente invenção é obtido um produto de oxidação que, de acordo com a presente invenção, correspondendo à composição apresenta, além dos ácidos aldônicos de oligossacarídeos, uma fração de ácido maltobiônico e ácido glicônico.

Em outra forma de execução preferida, o carboidrato a ser oxidado é um xarope de amido. Um xarope de amido é um xarope de glicose que é obtido do amido e que está presente principalmente como solução aquosa purificada, sendo que a massa seca via de regra é de no minimo 70 %.

Em outra forma de execução preferida, o carboidrato a ser oxidado é um furfurol. O furfurol a ser oxidado é preferencialmente um hidroximetilfurfural (HMF) ou um glicosiloximetilfurfural (GMF).

Exemplos de execução.

A presente invenção é explicada detalhadamente com a ajuda dos exemplos seguintes, sendo que os exemplos não devem ser entendidos como sendo restritivos.

Exemplo 1: Produção do catalisador.

Preparação do precursor ácido cloroáurico.

A quantidade necessária de ácido cloroáurico em forma cristalina (Firma Chempur (50 % Au)) é dissolvida no volume de um solvente que no máximo corresponde ao volume dos poros da quantidade de suporte usada.

Foram produzidos vários catalisadores onde o precursor HAuCl4 foi dissolvido em ácido clorídrico, água e solução de hidróxido de potássio. Além disso, uma solução aquosa, armazenada durante algum tempo, do precursor (25 g/L Au) foi respectivamente diluída com água e ácido clorídrico. As seguintes preparações do precursor ácido cloroáurico foram produzidas:

1. 0 precursor foi pesado e dissolvido em 2 mol/L de HCl.

2. A solução do precursor da solução-mãe aquosa do precursor foi diluida com 0,2 mol/L de HCl.

3. 0 precursor foi pesado e dissolvido em água.

4. A solução do precursor da solução mãe aquosa do precursor foi diluída em água.

5. O precursor foi pesado e dissolvido em KOH aquoso.

A fim de obter catalisadores com diversas frações de

ouro, cada preparado foi obtido várias vezes em respectivas diferentes concentrações ou diluições. 0 objetivo era preparar catalisadores de ouro com teores do metal entre 0,1 e 5 %. Para cada preparado foram obtidos, respectivamente, 2 gramas de catalisador de ouro.

Impregnação dos suportes de carbono, método de impregnação até umidade incipiente.

As soluções de precursor em preparados respectivamente separados sob agitação intensiva simultânea foram adicionados em gotas pouco a pouco ao material de suporte. 0 fim da adição pode ser reconhecido através da umidade do material de suporte que aparece e que indica a saturação do volume de poros e assim o limite da capacidade de absorção do suporte.

Secagem, redução.

Os precursores de catalisador impregnados foram secos durante a noite na estufa (cerca de 80 °C) e em seguida, durante três horas, a 250 0C foram reduzidos na corrente de nitrogênio / hidrogênio (cerca de 10 % de H2) . Depois foram resfriados na corrente de nitrogênio.

Resultados a) Teor de ouro.

Em todos os catalisadores de ouro foi primeiro determinado o teor de ouro por meio e ICP-AES. Foram produzidos catalisadores de ouro com teores de metal entre 0,1 e 5%. Os teores de ouro determinados experimentalmente são 15 comparados com aqueles calculados teoricamente. Os teores de ouro teóricos e os teores de ouro de fato correspondem excelentemente em todos os preparados. Consegue-se colocar o ouro no suporte sem perdas.

b) Tamanho das partículas.

A análise TEM dos catalisadores de ouro mostra tamanhos

de partículas de 1 a, no máximo, aproximadamente 10 nm.

c) Temperatura de redução. De todos os catalisadores foram respectivamente registrados perfis da redução programada por temperatura (perfis TPR) . A temperatura de redução máxima mostra aquele catalisador onde o precursor foi pesado em solução fortemente 5 ácida: 2 mol/L de HCl e temperatura menor mostra o catalisador onde a solução de precursor foi diluído com água. Uma temperatura de redução alta pode indicar uma forte absorção do precursor de ouro para o suporte.

Exemplo 2: Oxidação catalítica de glicose.

A performance catalítica dos catalisadores produzidos de

acordo com o exemplo 1 foi testada na oxidação da fase liquida de glicose para ácido glicônico. A reação foi executada em um reator de vidro temperado (volume 500 ml) a 40 °C. A gaseificação foi feita em um filtro de fibra de vidro com uma 15 taxa de corrente de oxigênio de 500 ml/min. A concentração inicial de glicose era de 100 mol/L. O valor de pH foi mantido constante com a ajuda de um titulador (Tritoline alpha, Firma Schott) e 2 mol/L de solução de hidróxido de potássio foram mantidos constantes em pH 9. Uma vez que o ácido glicônico é 20 um ácido monocarbônico, a quantidade de ácido formada pode ser calculada diretamente do volume de base consumido com 100% de seletividade. Adicionalmente foi feito um controle por meio de HPLC.

Resultados.

a) Seletividade.

Os catalisadores de ouro produzidos mostram nesta reação

100 % de seletividade para a posição de aldeido (Cl) da glicose.

b) Atividade catalítica.

A transformação foi completa em todas as reações (100 %). Para a comparação dos catalisadores foi consultada a atividade específica máxima.

c) Estabilidade a longo prazo.

Na verificação da estabilidade de longa duração ficou evidente que os catalisadores apresentam uma excelente 15 estabilidade de longa duração. Uma lixiviação de ouro não foi observada. O aumento da atividade com o número crescente dos testes deve ser atribuído a uma limitação de oxigênio reduzida através de perda de catalisador.

Claims

1. Processo para a produção de um catalisador de ouro suportado a partir de suporte de carbono poroso e precursor de ácido cloroáurico caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) Fornecer um suporte seco. b) Colocar o suporte em contato com uma solução ou suspensão do precursor HAuCl4 na forma do complexo de tetracloro, sendo que o volume da solução de precursor é menor ou igual ao volume dos poros do suporte com o qual é obtido um precursor de catalisador impregnado, e c) Secar do precursor de catalisador impregnado, sendo que a solução de precursor é uma solução ou suspensão de HAuCl4 em ácido aquoso e o valor pH da solução de precursor acabado sempre é inferior a 1.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) a solução do precursor é adicionada ao suporte seco pouco a pouco e somente com um volume até que o suporte já não possa mais absorver nenhum volume da solução.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a solução do precursor é uma solução ou suspensão de HAuCl4 com 0,1 mol/L a 12 mol/L em ácido clorídrico aquoso, eventualmente junto com pelo menos um outro ácido.

4. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, 2 e 3, caracterizado pelo fato de que em outra etapa (d) o precursor de catalisador é reduzido na corrente de hidrogênio em temperaturas superiores ou iguais a 250 0C ou por meio de redução da fase líquida.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que na etapa (d) a redução ocorre durante um tempo de 10 min a 300 min.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que na etapa (d) a corrente de hidrogênio contém um teor de hidrogênio de 5 % de volume a 15 % de volume, e eventualmente gás inerte.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4, 5 e 6, onde na etapa (c) é feita a secagem entre 60 0C e 200 °C.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 e 6, caracterizado pelo fato de que no suporte de carbono e/ou na solução de precursor é contido pelo menos um agente dopante, selecionado entre óxidos dos metais alcalinos, metais alcalinos terrosos e metais terrosos raros, em uma fração de 0,01 % em peso a 1 % em peso.

9. Uso de um precursor de ácido cloroáurico de uma solução ou suspensão de HAuCl4 como complexo de tetracloro para a produção de um catalisador de ouro suportado em carbono caracterizado pelo fato de ser substancialmente de acordo com o processo segundo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4,5, 6, 7 e 8.

10. Catalisador de ouro suportado em carbono caracterizado pelo fato de ser produzível de acordo com o processo descrito em qualquer uma das reivindica ções 1, 2, 3,4, 5, 6, 7 e 8.

11. Catalisador, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o tamanho médio das partículas de ouro no suporte é inferior a 10 nm.

12. Catalisador, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a fração de ouro é de 0,01 % a10 % em peso.

13. Uso do catalisador conforme descrito em qualquer uma das reivindicações 10, 11 e 12 caracterizado pelo fato de ser para a oxidação de compostos orgânicos, selecionados de álcoois, aldeídos, carboidratos e compostos polihidroxilados.

14. Uso, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ser para uma oxidação seletiva de carboidratos, selecionados de monossacarídeos como glicose, galactose, manose, xilose e ribose, aldoses de dissacarídeos como maltose, lactose, celobiose e isomaltulose, dissacarídeo-2- cetoses como palatinose e xaropes de amido e maltodextrinas e misturas destes.