BRPI0911514B1 - "Oxidation Catalyst and Process for Oxidation of a Substrate" - Google Patents

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Description

(54) Título: CATALISADOR DE OXIDAÇÃO E PROCESSO PARA A OXIDAÇÃO DE UM SUBSTRATO (51) Int.CI.: B01J 23/56; C07F 9/38; B01J 35/00; B01J 35/10; B01J 23/62; B01J 23/89; B01J 21/18; B01J 37/02 (30) Prioridade Unionista: 01/05/2008 US 61/049,465 (73) Titular(es): MONSANTO TECHNOLOGY LLC (72) Inventor(es): KAM-TO WAN(54) Title: OXIDATION CATALYST AND PROCESS FOR THE OXIDATION OF A SUBSTRATE (51) Int.CI .: B01J 23/56; C07F 9/38; B01J 35/00; B01J 35/10; B01J 23/62; B01J 23/89; B01J 21/18; B01J 37/02 (30) Unionist Priority: 05/01/2008 US 61 / 049,465 (73) Holder (s): MONSANTO TECHNOLOGY LLC (72) Inventor (s): KAM-TO WAN

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CATALISADOR DE OXIDAÇÃO E PROCESSO PARA A OXIDAÇÃO DE UM SUBSTRATO.Descriptive Report of the Invention Patent for OXIDATION CATALYST AND PROCESS FOR THE OXIDATION OF A SUBSTRATE.

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção refere-se, em geral, a melhorias na utilização 5 do metal em catalisadores contendo metais no suporte. Por exemplo, a presente invenção refere-se a métodos para direcionar e/ou controlar o depósito de metal sobre superfícies de substratos porosos. Mais particularmente, algumas modalidades da presente invenção dizem respeito a métodos para tratar substratos porosos (por exemplo, substratos de carbono poroso ou substratos de metal poro10 so) para fornecer substratos tratados com uma ou mais propriedades desejáveis (por exemplo, uma área superficial reduzida atribuível aos poros com um diâmetro nominal no interior de uma faixa predefinida) que podem ser utilizados como suportes para catalisadores contendo metais.The present invention relates, in general, to improvements in the use of metal in catalysts containing metals in the support. For example, the present invention relates to methods for directing and / or controlling the deposit of metal on surfaces of porous substrates. More particularly, some embodiments of the present invention relate to methods for treating porous substrates (for example, porous carbon substrates or porous metal substrates) to provide substrates treated with one or more desirable properties (for example, a reduced attributable surface area pores with a nominal diameter within a predefined range) that can be used as supports for catalysts containing metals.

A presente invenção também refere-se a métodos para preparar catalisadores em que um primeiro metal é depositado sobre um suporte (por exemplo, um suporte de carbono poroso) para fornecer uma ou mais regiões de um primeiro metal na superfície do suporte, e um segundo metal é depositado na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal. Geralmente, a eletropositividade do primeiro metal (por exemplo, cobre ou ferro) é maior que a eletropositividade do segundo metal (por exemplo, um metal nobre como a platina) e o segundo metal é depositado na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal pelo deslocamento do primeiro metal.The present invention also relates to methods for preparing catalysts in which a first metal is deposited on a support (for example, a porous carbon support) to provide one or more regions of a first metal on the surface of the support, and a second metal is deposited on the surface of one or more regions of the first metal. Generally, the electropositivity of the first metal (for example, copper or iron) is greater than the electropositivity of the second metal (for example, a noble metal such as platinum) and the second metal is deposited on the surface of one or more regions of the first metal by displacing the first metal.

A presente invenção também refere-se a substratos tratados, estruturas de precursores de catalisadores e catalisadores preparados pelos métodos.The present invention also relates to treated substrates, catalyst precursor structures and catalysts prepared by the methods.

A invenção ainda refere-se a utilização de catalisadores preparados como detalhados aqui em reações de oxidação catalítica, tais como a oxidação de um substrato selecionado do grupo consistindo em ácido N-(fosfonometil) iminodiacético ou um sal do mesmo, formaldeído e/ou fórmico ácido.The invention further relates to the use of catalysts prepared as detailed here in catalytic oxidation reactions, such as the oxidation of a substrate selected from the group consisting of iminodiacetic N- (phosphonomethyl) acid or a salt thereof, formaldehyde and / or formic acid.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

A N-(fosfonometil) glicina (conhecida na indústria química agrícola como glifosato) é descrita, na Patente dos Estados Unidos US 3.799.758, deN- (phosphonomethyl) glycine (known in the agricultural chemical industry as glyphosate) is described, in United States Patent US 3,799,758, of

Petição 870180000369, de 03/01/2018, pág. 5/14Petition 870180000369, of 01/03/2018, p. 5/14

Franz. O Glifosato e seus sais são convenientemente aplicados como um herbicida pós-emergente em formulações aquosas. É um herbicida de amplo espectro comercialmente importante e altamente eficaz, útil para matar ou controlar o crescimento de uma grande variedade de plantas, incluindo sementes de germinação, mudas novas, com vegetações herbáceas e lenhosas estabelecidas em maturação, e plantas aquáticas.Franz. Glyphosate and its salts are conveniently applied as a post-emergent herbicide in aqueous formulations. It is a commercially important and highly effective broad-spectrum herbicide, useful for killing or controlling the growth of a wide variety of plants, including germinating seeds, new seedlings, with mature herbaceous and woody vegetation, and aquatic plants.

Vários métodos para a produção de glifosato são conhecidos na técnica, incluindo diversos métodos que utilizam catalisadores contendo metais nobres suportados em carbono. Vide, por exemplo, a Patente U.S. n°Various methods for the production of glyphosate are known in the art, including several methods that use catalysts containing noble metals supported on carbon. See, for example, U.S. Patent No.

6.417.133 de Ebner et al. e Publicação Internacional no WO 2006/031938 de Wan et al. Geralmente, estes métodos incluem a divagem oxidativa em fase líquida de ácido N-(fosfonometil) iminodiacético (ou seja, PMIDA) na presença de um catalisador contendo metal nobre suportado em carbono. Juntamente com o produto glifosato, vários subprodutos podem se formar, tais como o formaldeído, ácido fórmico (que é formado pela oxidação do subproduto de formaldeído), o ácido aminometilfosfônico (AMPA) e ácido metil aminometilfosfônico (MAMPA), que são formadas pela oxidação de N-(fosfonometil) glicina e ácido iminodiacético (IDA), que é formado pela desfofonometilação de PMIDA. Estes subprodutos podem reduzir a produção de glifosato (por exemplo, AMPA e/ou MAMPA) e podem apresentar problemas de toxicidade (por exemplo, formaldeído). Assim, a formação significante de subprodutos é preferencialmente evitada.6,417,133 to Ebner et al. and International Publication in WO 2006/031938 by Wan et al. Generally, these methods include oxidative liquid-phase dividing of iminodiacetic acid N- (phosphonomethyl) (i.e. PMIDA) in the presence of a carbon-containing noble metal catalyst. Along with the glyphosate product, various by-products can form, such as formaldehyde, formic acid (which is formed by oxidation of the formaldehyde by-product), aminomethylphosphonic acid (AMPA) and methyl aminomethylphosphonic acid (MAMPA), which are formed by oxidation of N- (phosphonomethyl) glycine and iminodiacetic acid (IDA), which is formed by PMIDA These by-products can reduce glyphosate production (for example, AMPA and / or MAMPA) and can present toxicity problems (for example, formaldehyde). Thus, the significant formation of by-products is preferably avoided.

É de conhecimento geral na técnica, incluindo, por exemplo, conforme descrito no documento US 6.417.133 de Ebner et al. e na Publicação Internacionais n° WO 2006/031938 de Wan et al., que o carbono catalisa principalmente a oxidação de PMIDA ao glifosato e o metal nobre catalisa principalmente a oxidação de formaldeído de subproduto para dióxido de carbono e água. Os catalisadores de Ebner et al. em USIt is well known in the art, including, for example, as described in US 6,417,133 by Ebner et al. and in International Publication No. WO 2006/031938 by Wan et al., that carbon primarily catalyzes the oxidation of PMIDA to glyphosate and the noble metal primarily catalyzes the oxidation of by-product formaldehyde to carbon dioxide and water. The catalysts of Ebner et al. in US

6.417.133 e Wan et al. no WO 2006/031938 provaram ser catalisadores altamente vantajosos e eficaz para a oxidação de PMIDA ao glifosato e para a oxidação de formaldeído de subprodutos e ácido fórmico para dióxido de carbono e água, sem lixiviação excessiva de metais nobres do suporte de carbono. Esses catalisadores são igualmente eficazes na operação de um processo contínuo para a produção de glifosato por oxidação de PMIDA.6,417,133 and Wan et al. in WO 2006/031938 proved to be highly advantageous and effective catalysts for the oxidation of PMIDA to glyphosate and for the oxidation of by-products formaldehyde and formic acid to carbon dioxide and water, without excessive leaching of noble metals from the carbon support. These catalysts are equally effective in operating a continuous process for the production of glyphosate by oxidation of PMIDA.

Apesar destes catalisadores serem eficientes na oxidação de PMIDA e geralmente serem resistentes à lixiviação de metais nobres, em condições de oxidação de PMIDA, existem oportunidades para melhoramentos.Although these catalysts are efficient in oxidizing PMIDA and are generally resistant to leaching of noble metals, under PMIDA oxidation conditions, there are opportunities for improvement.

Por exemplo, a distribuição e/ou tamanho dos poros dos substratos porosos utilizados em catalisadores contendo metais nobres pode afetar o desempenho do catalisador e a utilização do metal. Métodos para introduzir compostos (isto é, compostos que bloqueiam poros) no interior dos poros de substratos para modificar a deposição de metal são conhecidos na técnica. Vide, por exemplo, a Patente U.S. n° 5,439,859 de Durante et al.For example, the distribution and / or pore size of the porous substrates used in catalysts containing noble metals can affect the performance of the catalyst and the use of the metal. Methods for introducing compounds (i.e., compounds that block pores) into the pores of substrates to modify metal deposition are known in the art. See, for example, U.S. Patent No. 5,439,859 to Durante et al.

Um objeto da presente invenção é o desenvolvimento de catalisadores eficazes para a oxidação de PMIDA, formaldeído e/ou ácido fórmico, que utiliza mais eficientemente o metal nobre dispendioso, e métodos para sua preparação. O uso mais eficiente do metal pode fornecer catalisadores mais ativos que os catalisadores convencionais. Outro objeto da presente invenção é o desenvolvimento de métodos para a preparação de catalisadores eficazes que exigem uma razão reduzida do metal nobre dispendioso em comparação com os catalisadores convencionais, enquanto ainda apresentam atividade adequada.An object of the present invention is the development of effective catalysts for the oxidation of PMIDA, formaldehyde and / or formic acid, which more efficiently uses the expensive noble metal, and methods for its preparation. The more efficient use of metal can provide more active catalysts than conventional catalysts. Another object of the present invention is the development of methods for the preparation of effective catalysts that require a reduced ratio of the expensive noble metal compared to conventional catalysts, while still having adequate activity.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

Esta invenção fornece catalisadores e métodos para preparar catalisadores que são úteis em reações de oxidação heterogênea, incluindo a preparação de glifosato pela oxidação de PMIDA.This invention provides catalysts and methods for preparing catalysts that are useful in heterogeneous oxidation reactions, including the preparation of glyphosate by the oxidation of PMIDA.

Em resumo, portanto, a presente invenção é direcionada para catalisadores de oxidação que compreendem um suporte de carbono particulado, um primeiro metal e um segundo metal, o suporte tendo na sua superfície partículas que compõem o primeiro metal e o segundo metal.In summary, therefore, the present invention is directed to oxidation catalysts that comprise a particulate carbon support, a first metal and a second metal, the support having on its surface particles that make up the first metal and the second metal.

Em pelo menos uma modalidade, a distribuição do segundo metal no interior de pelo menos uma das partículas, caracterizada pela análise de varredura em linha energia dispersiva de raios-x (EDX), conforme descrito no protocolo B produz um segundo sinal de metal que varia por não mais que cerca de 25% ao longo de uma região de varredura tendo uma dimensão que é, pelo menos, cerca de 70% da maior dimensão de pelo menos uma partícula. Em uma modalidade adicional, a distribuição do segundo metal no interior de pelo menos uma das partículas tal como caracterizada pela análise de varredura linha de EDX, conforme descrito no protocolo B produz um segundo sinal de metal que varia por não mais que cerca de 20% ao longo de uma região de varredura tendo uma dimensão que é pelo menos cerca de 60% da maior dimensão de pelo menos uma partícula. Em uma outra modalidade, a distribuição do segundo metal no interior de pelo menos uma das partículas tal como caracterizada pela análise de varredura em linha EDX, conforme descrito no protocolo B produz um segundo sinal de metal que varia por não mais que cerca de 15% em uma região de varredura tendo uma dimensão que é pelo menos cerca de 50% da maior dimensão da pelo menos uma partícula.In at least one embodiment, the distribution of the second metal within at least one of the particles, characterized by the in-line scanning analysis of X-ray dispersive energy (EDX), as described in Protocol B, produces a second metal signal that varies by no more than about 25% over a scanning region having a dimension that is at least about 70% of the largest dimension of at least one particle. In an additional embodiment, the distribution of the second metal within at least one of the particles as characterized by the EDX line scan analysis, as described in Protocol B produces a second metal signal that varies by no more than about 20% over a scanning region having a dimension that is at least about 60% of the largest dimension of at least one particle. In another embodiment, the distribution of the second metal within at least one of the particles as characterized by the EDX in-line scan analysis, as described in Protocol B produces a second metal signal that varies by no more than about 15% in a scanning region having a dimension that is at least about 50% of the largest dimension of the at least one particle.

A presente invenção está também direcionada a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, cobre e platina, o suporte tendo na sua superfície partículas que compreendem cobre e platina. A distribuição de platina no interior de pelo menos 70% (número base) de partículas tal como caracterizada pela análise de varredura em linha EDX, conforme descrito no protocolo B produz um sinal de platina que varia por não mais que cerca de 25% ao longo uma região de varredura tendo uma dimensão que é ao pelo menos cerca de 70% da maior dimensão da referida partículas.The present invention is also directed to an oxidation catalyst comprising a support of particulate carbon, copper and platinum, the support having on its surface particles comprising copper and platinum. The distribution of platinum within at least 70% (base number) of particles as characterized by the EDX in-line scan analysis, as described in Protocol B produces a platinum signal that varies by no more than about 25% over a scanning region having a dimension that is at least about 70% of the largest dimension of said particles.

A presente invenção é ainda direcionada a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal e um metal nobre, o suporte tendo em sua superfície partículas de metal que compreendem o primeiro metal e o metal nobre. O catalisador é caracterizado como a quimissorção em pelo menos 975 μ rnols de CO por grama de catalisador por grama do metal nobre durante o Ciclo 2 da análise de quimissorção de monóxido de carbono estático, tal como descrito no protocolo A.The present invention is also directed to an oxidation catalyst comprising a particulate carbon support, a first metal and a noble metal, the support having on its surface metal particles comprising the first metal and the noble metal. The catalyst is characterized as the chemisorption of at least 975 μmols of CO per gram of catalyst per gram of noble metal during Cycle 2 of the static carbon monoxide chemisorption analysis, as described in protocol A.

A presente invenção está também direcionada a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal e um metal nobre, o suporte em sua superfície partículas de metal que compreendem o primeiro metal e o metal nobre, em que as partículas de metal compreendem um núcleo que compreende o primeiro metal e uma casca pelo menos parcialmente circundando o núcleo e compreendendo o metal nobre, em que pelo menos cerca de 70% do metal nobre está presente no interior da casca de partículas.The present invention is also directed to an oxidation catalyst which comprises a particulate carbon support, a first metal and a noble metal, the support on its surface metal particles comprising the first metal and the noble metal, in which the particles of metal comprise a core comprising the first metal and a shell at least partially surrounding the core and comprising the noble metal, wherein at least about 70% of the noble metal is present within the particle shell.

Em uma modalidade adicional, a presente invenção é dirigida a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, platina e cobre, o suporte tendo na sua superfície partículas de metal que compreendem platina e cobre, em que o percentual do átomo de platina na superfície das partículas é de pelo menos cerca de 10%.In a further embodiment, the present invention is directed to an oxidation catalyst comprising a support of particulate carbon, platinum and copper, the support having on its surface metal particles comprising platinum and copper, in which the percentage of the platinum atom on the surface of the particles is at least about 10%.

Em ainda uma modalidade adicional, a presente invenção é dirigida a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal e um metal nobre, o suporte tendo em sua superfície partículas de metal que compreendem o primeiro metal e o metal nobre, em que as partículas de metal compreendem um núcleo que compreende o primeiro metal e uma casca pelo menos parciaimente circundando o núcleo que inclui o metal nobre, e o catalisador é caracterizado tal como a quimissorção em pelo menos 975 μ mois de CO por grama de catalisador por grama do metal nobre no ciclo 2 da análise de quimissorção estática de monóxido de carbono, como descrito no protocolo A.In a still further embodiment, the present invention is directed to an oxidation catalyst comprising a particulate carbon support, a first metal and a noble metal, the support having on its surface metal particles comprising the first metal and the noble metal , in which the metal particles comprise a core comprising the first metal and a shell at least partially surrounding the core including the noble metal, and the catalyst is characterized as the chemisorption in at least 975 μmoles of CO per gram of noble metal catalyst per gram in cycle 2 of the static carbon monoxide chemisorption analysis, as described in protocol A.

Em outra modalidade, a presente invenção é dirigida a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, platina e cobre, o suporte tendo na sua superfície partículas de metal que compreendem platina e cobre, em que o percentual do átomo de platina na superfície das partículas é pelo menos cerca de 5%, e o catalisador é caracterizado tal como a quimissorção em pelo menos 500 μ mois de CO por grama de catalisador por grama do metal nobre durante o Ciclo 2 da análise de quimissorção estática de monóxido de carbono, como descrito no protocolo A.In another embodiment, the present invention is directed to an oxidation catalyst comprising a support of particulate carbon, platinum and copper, the support having on its surface metal particles comprising platinum and copper, in which the percentage of the platinum atom in the particle surface is at least about 5%, and the catalyst is characterized as the chemisorption of at least 500 μmoles of CO per gram of catalyst per gram of the noble metal during Cycle 2 of the static carbon monoxide chemisorption analysis , as described in protocol A.

Em ainda uma modalidade adicional, a presente invenção é dirigida a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal e um metal nobre, o suporte tendo em sua superfície partículas de metal que compreendem o primeiro metal e o metal nobre, em que as partículas de metal compreendem um núcleo compreendendo o primeiro metal e uma casca pelo menos parcialmente circundando o núcleo que inclui o metal nobre, o metal nobre constitui menos de 5% em peso do catalisador, e o catalisador é caracterizado tal como a quimissorção em pelo menos cerca de 800 μ mois de CO por grama de catalisador por grama do metal nobre durante o Ciclo 2 da análise de quimissorção estática de monóxido de carbono, como descrito no protocolo A.In a still further embodiment, the present invention is directed to an oxidation catalyst comprising a particulate carbon support, a first metal and a noble metal, the support having on its surface metal particles comprising the first metal and the noble metal , in which the metal particles comprise a core comprising the first metal and a shell at least partially surrounding the core including the noble metal, the noble metal constitutes less than 5% by weight of the catalyst, and the catalyst is characterized as chemisorption of at least about 800 μmoles of CO per gram of catalyst per gram of noble metal during Cycle 2 of the static carbon monoxide chemisorption analysis, as described in protocol A.

A presente invenção está também direcionada a um catalisador de oxidação que compreende um suporte de carbono particulado com partículas de metal em uma superfície do mesmo compreendendo um primeiro metal e um segundo metal, em que a eletropositividade do primeiro metal é maior que a eletropositividade do segundo metal e o segundo metal é depositado pelo deslocamento dos primeiros íons metálicos de uma ou mais regiões do primeiro metal de uma estrutura de precursor de catalisador e a relação de peso do segundo metal para o primeiro metal é de pelo menos cerca de 0,25:1.The present invention is also directed to an oxidation catalyst comprising a particulate carbon support with metal particles on a surface thereof comprising a first metal and a second metal, where the electropositivity of the first metal is greater than the electropositivity of the second metal and the second metal is deposited by displacing the first metal ions from one or more regions of the first metal in a catalyst precursor structure and the weight ratio of the second metal to the first metal is at least about 0.25: 1.

A presente invenção também é dirigida a processos para oxidar um substrato selecionado do grupo consistindo em ácido N-(fosfonometil) iminodiacético ou um sal do mesmo, formaldeído e ácido fórmico. Geralmente, o processo compreende contatar o substrato com um agente oxidante na presença de um catalisador de oxidação preparado pelos métodos aqui detalhados e/ou como aqui descritos. Por exemplo, em uma modalidade, o catalisador compreende um primeiro metal, um metal nobre, e um suporte de carbono poroso, o catalisador compreendendo uma ou mais regiões de primeiro metal na superfície do suporte de carbono e uma ou mais regiões de metal nobre na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal, em que o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do metal nobre.The present invention is also directed to processes for oxidizing a substrate selected from the group consisting of N- (phosphonomethyl) iminodiacetic acid or a salt thereof, formaldehyde and formic acid. Generally, the process comprises contacting the substrate with an oxidizing agent in the presence of an oxidation catalyst prepared by the methods detailed herein and / or as described herein. For example, in one embodiment, the catalyst comprises a first metal, a noble metal, and a porous carbon support, the catalyst comprising one or more regions of first metal on the surface of the carbon support and one or more regions of noble metal in the surface of one or more regions of the first metal, where the first metal has a greater electropositivity than the nobility of the noble metal.

A presente invenção é ainda dirigida a vários métodos de preparação de um catalisador compreendendo um primeiro metal, um segundo metal e um suporte poroso com uma superfície compreendendo poros de um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido e poros de diâmetro nominal fora do intervalo predefinido.The present invention is further directed to various methods of preparing a catalyst comprising a first metal, a second metal and a porous support with a surface comprising pores of a nominal diameter within a predefined range and pores of a nominal diameter outside the predefined range .

Em uma modalidade, o método compreende dispor agente bloqueador de poros no interior dos poros do suporte poroso tendo um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido, o agente bloqueador de poros tendo pelo menos uma dimensão em relação à abertura dos poros com diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido de tal forma que o agente bloqueador de poros seja preferencialmente mantido no interior dos poros; contatar o suporte com um primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso e íons do primeiro metal, depositando assim o primeiro metal na superfície do suporte poroso no interior dos poros tendo diâmetro nominal fora do intervalo predefinido para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositado e na superfície do suporte entre os poros de um diâmetro nominal fora do intervalo predefinido, e contatar a estrutura do precursor do catalisador com um segundo banho de deposição de metal que compreende íons do segundo metal, depositando assim o segundo metal na superfície da estrutura do precursor do catalisador.In one embodiment, the method comprises having a pore blocking agent within the pores of the porous support having a nominal diameter within the predefined range, the pore blocking agent having at least one dimension in relation to the opening of the pores with a nominal diameter inside the predefined range such that the pore blocking agent is preferably kept within the pores; contacting the support with a first metal deposition bath comprising an aqueous medium and ions of the first metal, thus depositing the first metal on the surface of the porous support within the pores having a nominal diameter outside the predefined range to form a precursor structure of catalyst having one or more regions of the first deposited metal and on the support surface between pores of a nominal diameter outside the predefined range, and contacting the catalyst precursor structure with a second metal deposition bath comprising ions of the second metal, thus depositing the second metal on the surface of the catalyst precursor structure.

Em uma outra modalidade, o método compreende contatar o suporte e o primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso, os íons do primeiro metal, e um agente de coordenação que forma um composto de coordenação com o primeiro metal tendo pelo menos uma dimensão maior do que o diâmetro nominal dos poros no interior do intervalo predefinido, assim, depositando o primeiro metal na superfície do suporte no interior dos poros tendo um diâmetro nominal fora do intervalo predefinido para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositadas na superfície do suporte, e contatar a estrutura do precursor de catalisador com um segundo banho de deposição de metal que compreende íons do segundo metal, depositando assim o segundo metal na superfície da estrutura do precursor de catalisador.In another embodiment, the method comprises contacting the support and the first metal deposition bath comprising an aqueous medium, the ions of the first metal, and a coordinating agent that forms a coordination compound with the first metal having at least one larger than the nominal pore diameter within the predefined range, thus depositing the first metal on the support surface within the pore having a nominal diameter outside the predefined range to form a catalyst precursor structure having one or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, and contacting the catalyst precursor structure with a second metal deposition bath comprising ions of the second metal, thus depositing the second metal on the surface of the catalyst precursor structure.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar catalisadores que compreendem um primeiro metal, um segundo metal e um suporte de carbono poroso.The present invention is also directed to methods for preparing catalysts that comprise a first metal, a second metal and a porous carbon support.

Em uma modalidade, o método compreende contatar o suporte de carbono poroso com um primeiro banho de deposição de metal que compreende os íons do primeiro metal, depositando assim o primeiro metal na superfície do suporte de carbono poroso para formar uma estrutura de precursor de catalisador, com um ou mais regiões do primeiro metal depositadas na superfície do suporte, em que o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do segundo metal; contatar a estrutura do precursor de catalisador com um segundo banho de deposição de metal que compreende íons do segundo metal, assim, depositando o segundo metal na superfície da estrutura do precursor do catalisador pelo deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais das regiões; e aquecer a estrutura do precursor de catalisador com o primeiro e segundo metais depositados na superfície da estrutura do precursor de catalisador a uma temperatura de pelo menos cerca de 500°C em um ambiente não oxidante.In one embodiment, the method comprises contacting the porous carbon support with a first metal deposition bath comprising the ions of the first metal, thereby depositing the first metal on the surface of the porous carbon support to form a catalyst precursor structure, with one or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, where the first metal has a greater electropositivity than the electropositivity of the second metal; contacting the catalyst precursor structure with a second metal deposition bath comprising ions of the second metal, thereby depositing the second metal on the surface of the catalyst precursor structure by displacing the first metal from one or more of the regions; and heating the catalyst precursor structure with the first and second metals deposited on the surface of the catalyst precursor structure to a temperature of at least about 500 ° C in a non-oxidizing environment.

Em uma modalidade adicional, o método compreende contatar o suporte de carbono poroso com um primeiro banho de deposição de metal que compreende íons do primeiro metal, depositando assim o primeiro metal na superfície do suporte de carbono poroso para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositado na superfície do suporte, em que o suporte de carbono tem uma área superficial de Langmuir de pelo menos cerca de 500 m2/g, e o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do segundo metal; e contatar a estrutura do precursor de catalisador com um segundo banho de deposição de metal que compreende íons do segundo metal, depositando assim o segundo metal na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais regiões.In an additional embodiment, the method comprises contacting the porous carbon support with a first metal deposition bath comprising ions of the first metal, thus depositing the first metal on the surface of the porous carbon support to form a catalyst precursor structure having one or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, where the carbon support has a Langmuir surface area of at least about 500 m 2 / g, and the first metal has a greater electropositivity than the electropositivity of the second metal; and contacting the catalyst precursor structure with a second metal deposition bath comprising ions of the second metal, thereby depositing the second metal on the surface of the catalyst precursor structure by displacing the first metal from one or more regions.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar um catalisador compreendendo um primeiro metal, um metal nobre, e um suporte poroso. Em uma modalidade, o método compreende contatar o suporte e um primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso, íons do primeiro metal e um agente de coordenação que forma um composto de coordenação com o primeiro metal, assim, depositando o primeiro metal na superfície do suporte para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositado na superfície do suporte, em que o primeiro metal possui uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do metal nobre; e contatar a estrutura do precursor de catalisador com um banho de deposição de metal nobre compreendendo íons do metal nobre, assim, depositando o metal nobre na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais regiões.The present invention is also directed to methods for preparing a catalyst comprising a first metal, a noble metal, and a porous support. In one embodiment, the method comprises contacting the support and a first metal deposition bath comprising an aqueous medium, ions of the first metal and a coordinating agent that forms a coordination compound with the first metal, thereby depositing the first metal on the surface of the support to form a catalyst precursor structure having one or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, where the first metal has a greater electropositivity than the electropositivity of the noble metal; and contacting the catalyst precursor structure with a noble metal deposition bath comprising noble metal ions, thereby depositing the noble metal on the surface of the catalyst precursor structure by displacing the first metal from one or more regions.

Em uma modalidade adicional, o método compreende contatar o suporte com um primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso e íons do primeiro metal, e assim depositar o primeiro metal na superfície do suporte para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositadas na superfície do suporte, em que o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do metal nobre; e contatar a estrutura do precursor de catalisador com um banho de deposição de metal nobre compreendendo íons do metal nobre, assim depositando o metal nobre na superfície da estrutura do precursor de catalisador por deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais das regiões, em que substancialmente todos os metais nobres são depositados pelo deslocamento, ou os íons de metal nobre consistem essencialmente de íons de metais nobres tendo um número de oxidação de 2.In an additional embodiment, the method comprises contacting the support with a first metal deposition bath comprising an aqueous medium and ions of the first metal, and thus depositing the first metal on the surface of the support to form a catalyst precursor structure having a or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, where the first metal has a greater electropositivity than the nobility of the noble metal; and contacting the catalyst precursor structure with a noble metal deposition bath comprising noble metal ions, thereby depositing the noble metal on the surface of the catalyst precursor structure by displacing the first metal from one or more of the regions, in that substantially all noble metals are deposited by displacement, or noble metal ions consist essentially of noble metal ions having an oxidation number of 2.

Em outra modalidade, o método compreende contatar o suporte com um primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso, íons do primeiro metal, e um agente bloqueador de poros, assim, dispondo o agente bloqueador de poros no interior dos poros do substrato tendo um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido, em que o agente bloqueador de poros tem pelo menos uma dimensão em relação à abertura dos poros do intervalo predefinido suficiente para que o agente bloqueador de poros seja preferencialmente mantido no interior dos poros, e depositar o primeiro metal na superfície do suporte no interior dos poros tendo um diâmetro nominal fora do intervalo predefinido, formando uma estrutura do precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositadas na superfície do suporte, em que o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade do metal nobre, e contatar a estrutura do precursor de catalisador com um banho de deposição de metal nobre compreendendo íons do metal nobre, assim, depositando o metal nobre na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais regiões.In another embodiment, the method comprises contacting the support with a first metal deposition bath which comprises an aqueous medium, ions of the first metal, and a pore blocking agent, thereby disposing the pore blocking agent within the pores of the substrate having a nominal diameter within a predefined range, wherein the pore blocking agent is at least one dimension in relation to the pore opening of the predefined range sufficient for the pore blocking agent to be preferably maintained within the pores, and to deposit the first metal on the support surface within the pores having a nominal diameter outside the predefined range, forming a catalyst precursor structure having one or more regions of the first metal deposited on the support surface, where the first metal has a greater electropositivity than the electropositivity of the noble metal, and contact the structure of the catalyst precursor with a dep bath noble metal placement comprising noble metal ions, thus depositing the noble metal on the surface of the catalyst precursor structure by displacing the first metal from one or more regions.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar um catalisador compreendendo um primeiro metal, um metal nobre, e um suporte poroso tendo uma superfície compreendendo poros de um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido e poros de um diâmetro nominal fora do intervalo predefinido. Em uma modalidade, o método compreende contatar o suporte e um primeiro banho de deposição de metal que compreende um meio aquoso, os íons do primeiro metal e um agente de coordenação que forma um composto de coordenação com o primeiro metal tendo pelo menos uma dimensão maior do que o diâmetro nominal dos poros no interior da faixa predefinida, assim depositando o primeiro metal na superfície do suporte no interior dos poros tendo um diâmetro nominal fora do intervalo predefinido para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões do primeiro metal depositado na superfície do suporte, e contata a estrutura de precursor de catalisador com um banho de deposição do metal nobre compreendendo íons do metal nobre, assim, depositando o metal nobre na superfície da estrutura do precursor de catalisador.The present invention is also directed to methods for preparing a catalyst comprising a first metal, a noble metal, and a porous support having a surface comprising pores of a nominal diameter within a predefined range and pores of a nominal diameter outside the predefined range. . In one embodiment, the method comprises contacting the support and a first metal deposition bath comprising an aqueous medium, the ions of the first metal and a coordinating agent that forms a coordination compound with the first metal having at least a larger dimension than the nominal pore diameter within the predefined range, thus depositing the first metal on the support surface within the pore having a nominal diameter outside the predefined range to form a catalyst precursor structure having one or more regions of the first metal deposited on the surface of the support, and contacts the catalyst precursor structure with a noble metal deposition bath comprising noble metal ions, thereby depositing the noble metal on the surface of the catalyst precursor structure.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar catalisadores que compreendem a platina, cobre, e um suporte de carbono poroso.The present invention is also directed to methods for preparing catalysts that comprise platinum, copper, and a porous carbon support.

Em uma modalidade, o método compreende contatar o suporte com um banho de deposição de cobre que compreende íons de cobre e um agente de coordenação, na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando cobre na superfície do suporte de carbono poroso para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões de cobre depositado na superfície do suporte, e contata a estrutura do precursor de catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor de catalisador por deslocamento de cobre a partir de uma ou mais das regiões.In one embodiment, the method comprises contacting the support with a copper deposition bath comprising copper ions and a coordinating agent, in the absence of an externally applied tension, thus depositing copper on the surface of the porous carbon support to form a catalyst precursor structure having one or more copper regions deposited on the support surface, and contacts the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising platinum ions, thereby depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by displacing copper from one or more of the regions.

Em uma outra modalidade, o método compreende contatar o suporte e um banho de deposição de cobre que compreende íons de cobre na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando cobre na superfície do suporte de carbono para formar uma estrutura de precursor de catalisador com uma ou mais regiões de cobre depositado na superfície do suporte, em que o suporte de carbono tem uma superfície de Langmuir de pelo menos cerca de 500 m2/g antes da deposição de cobre na mesma, e contatar a estrutura do precursor de catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor do catalisador pelo deslocamento de cobre a partir de uma ou mais regiões.In another embodiment, the method comprises contacting the support and a copper deposition bath comprising copper ions in the absence of an externally applied tension, thus depositing copper on the surface of the carbon support to form a catalyst precursor structure with one or more copper regions deposited on the surface of the support, where the carbon support has a Langmuir surface of at least about 500 m 2 / g before depositing copper on it, and contacting the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising platinum ions, thus depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by displacing copper from one or more regions.

Em uma modalidade adicional, o método compreende contatar o suporte e um banho de deposição de cobre que compreende íons de cobre na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando cobre na superfície do suporte de carbono para formar uma estrutura do precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões de cobre depositado na superfície do suporte, contatar a estrutura do precursor de catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor do catalisador pelo deslocamento de cobre a partir de uma ou mais regiões, e aquecer a superfície do precursor de catalisador tendo platina com a superfície de uma ou mais regiões de cobre a uma temperatura de pelo menos cerca de 500 °C em um ambiente não oxidante.In an additional embodiment, the method comprises contacting the support and a copper deposition bath comprising copper ions in the absence of an externally applied voltage, thus depositing copper on the surface of the carbon support to form a catalyst precursor structure having one or more copper regions deposited on the surface of the support, contact the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising platinum ions, thus depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by displacing copper from one or more regions, and heat the surface of the catalyst precursor having platinum with the surface of one or more copper regions to a temperature of at least about 500 ° C in a non-oxidizing environment.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar catalisadores que compreendem o ferro, platina e um suporte de carbono poroso.The present invention is also directed to methods for preparing catalysts that comprise iron, platinum and a porous carbon support.

Em uma modalidade, o método compreende contatar o suporte com um banho de deposição de ferro compreendendo íons de ferro e um agente de coordenação, na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando ferro na superfície do suporte de carbono poroso para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões de deposição de ferro na superfície do suporte, e contatar a estrutura do precursor do catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento de ferro da partir de uma ou mais das regiões.In one embodiment, the method comprises contacting the support with an iron deposition bath comprising iron ions and a coordinating agent, in the absence of an externally applied tension, thereby depositing iron on the surface of the porous carbon support to form a structure catalyst precursor having one or more iron deposition regions on the support surface, and contacting the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising platinum ions, thereby depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by the displacement of iron from one or more of the regions.

Em outra modalidade, o método compreende contatar o suporte e um banho de deposição de ferro compreendendo íons de ferro, na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando ferro na superfície do suporte de carbono para formar uma estrutura de precursor de catalisador com uma ou mais regiões de ferro depositado na superfície do suporte, em que o suporte de carbono tem uma área superficial de Langmuir de pelo menos cerca de 500 m2/g antes da deposição do ferro na mesma, e contatar a estrutura do precursor do catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento de ferro a partir de uma ou mais regiões.In another embodiment, the method comprises contacting the support and an iron deposition bath comprising iron ions, in the absence of an externally applied tension, thus depositing iron on the surface of the carbon support to form a catalyst precursor structure with a or more regions of iron deposited on the surface of the support, where the carbon support has a Langmuir surface area of at least about 500 m 2 / g before deposition of the iron in it, and contact the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising platinum ions, thus depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by displacing iron from one or more regions.

Em uma modalidade adicional, o método compreende contatar o suporte e um banho de deposição de ferro compreendendo íons de ferro, na ausência de uma tensão aplicada externamente, assim, depositando ferro na superfície do suporte de carbono para formar uma estrutura de precursor de catalisador tendo uma ou mais regiões de ferro depositado na superfície do suporte; contatar a estrutura do precursor de catalisador e um banho de deposição de platina compreendendo de íons de platina, assim, depositando platina na superfície da estrutura do precursor de catalisador pelo deslocamento de ferro a partir de uma ou mais das regiões; e aquecer a superfície do precursor de catalisador tendo platina na superfície de uma ou mais regiões de ferro em um ambiente não oxidante.In an additional embodiment, the method comprises contacting the support and an iron deposition bath comprising iron ions, in the absence of an externally applied tension, thus depositing iron on the surface of the carbon support to form a catalyst precursor structure having one or more regions of iron deposited on the surface of the support; contacting the catalyst precursor structure and a platinum deposition bath comprising of platinum ions, thereby depositing platinum on the surface of the catalyst precursor structure by displacing iron from one or more of the regions; and heating the surface of the catalyst precursor having platinum on the surface of one or more regions of iron in a non-oxidizing environment.

A presente invenção é também dirigida a métodos para tratar um substrato poroso para preparar um substrato poroso modificado tendo uma área superficial reduzida atribuível aos poros tendo um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido.The present invention is also directed to methods for treating a porous substrate to prepare a modified porous substrate having a reduced surface area attributable to the pores having a nominal diameter within a predefined range.

Em uma modalidade, o método compreende dispor um agente bloqueador de poros no interior dos poros do substrato poroso tendo um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido, o agente bloqueador dos poros tendo pelo menos uma dimensão relativa à abertura dos poros com um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido suficiente tal que o agente bloqueador de poros seja, preferencialmente, mantido no interior dos poros.In one embodiment, the method comprises arranging a pore blocking agent within the pores of the porous substrate having a nominal diameter within the predefined range, the pore blocking agent having at least one dimension relative to the opening of the pores with a nominal diameter in the within the predefined range sufficient that the pore blocking agent is preferably kept within the pores.

Em outra modalidade, o método compreende a introdução de um composto bloqueador de poros nos poros do substrato poroso, o composto bloqueador de poros sendo suscetível a uma mudança conformacional tal que o composto bloqueador de poros seja mantido no interior dos poros do substrato poroso tendo um diâmetro no interior do intervalo predefinido.In another embodiment, the method comprises introducing a pore blocking compound into the pores of the porous substrate, the pore blocking compound being susceptible to a conformational change such that the pore blocking compound is maintained within the pores of the porous substrate having a diameter within the predefined range.

Em uma modalidade adicional, o método compreende a introdução nos poros com um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido de compostos capazes de formar um composto bloqueador de poros tendo pelo menos uma dimensão tal que o composto bloqueador de poros seja mantido no interior dos poros tendo um valor nominal diâmetro no interior de um intervalo predefinido.In an additional embodiment, the method comprises introducing pores with a nominal diameter within a predefined range of compounds capable of forming a pore blocking compound having at least one dimension such that the pore blocking compound is maintained within the pores having a nominal diameter within a predefined range.

A presente invenção é também dirigida a métodos para o tratamento de substratos porosos com microporos e poros de diâmetro maior para se preparar um substrato poroso modificado com uma área superficial de microporos reduzida.The present invention is also directed to methods for the treatment of porous substrates with micropores and pores of larger diameter to prepare a modified porous substrate with a reduced surface area of micropores.

Em uma modalidade, o método compreende dispor um agente bloqueador de poros no interior dos microporos do substrato poroso, o agente bloqueador de poros tendo pelo menos uma dimensão em relação à abertura de microporos de tal forma que o agente bloqueador de poros seja preferencialmente mantido no interior dos poros.In one embodiment, the method comprises arranging a pore blocking agent within the pores of the porous substrate, the pore blocking agent having at least one dimension in relation to the opening of the micropores in such a way that the pore blocking agent is preferably kept in the pores.

Em outra modalidade, o método compreende a introdução de um composto bloqueador de poros nos microporos do substrato poroso, o composto bloqueador de poros sendo suscetível a uma mudança conformacional tal que o composto bloqueador de poros seja mantido no interior dos microporos do substrato poroso.In another embodiment, the method comprises introducing a pore blocking compound into the pores of the porous substrate, the pore blocking compound being susceptible to a conformational change such that the pore blocking compound is kept within the pores of the porous substrate.

Em uma modalidade adicional, o método compreende a introdução nos microporos dos compostos de substrato capazes de formar um composto bloqueador de poros tendo pelo menos uma dimensão tal que o composto bloqueador de poros seja mantido no interior dos microporos.In a further embodiment, the method comprises introducing substrate compounds into the micropores capable of forming a pore blocking compound having at least one dimension such that the pore blocking compound is maintained within the micropores.

Ainda em uma modalidade adicional, o método compreende a introdução de uma composição bloqueadora de poros nos microporos do substrato poroso, a composição bloqueadora de poros compreendendo um derivado de cicloexano substituído.Still in an additional embodiment, the method comprises introducing a pore blocking composition into the pores of the porous substrate, the pore blocking composition comprising a substituted cyclohexane derivative.

A presente invenção é também dirigida a métodos para preparar um catalisador compreendendo um metal na superfície de um substrato poroso em que o metal é preferencialmente excluído de poros do substrato poroso com um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido. Em uma modalidade, o método compreende (i) introduzir um ou mais precursores de um composto bloqueador de poros nos poros do substrato poroso, onde: em que pelo menos um dos precursores do composto bloqueador de poros é sensível a uma mudança conformacional para formar um composto bloqueador de poros que é mantido no interior dos poros do substrato poroso com um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido, ou pelo menos dois precursores de compostos bloqueadores de poros são capazes de formar um composto bloqueador de poros tendo pelo menos uma dimensão tal que o composto seja mantido no interior dos poros do substrato poroso com um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido; (ii) remover, preferencialmente, o composto bloqueador de poros a partir dos poros do substrato poroso com diâmetro um nominal fora do intervalo predefinido para preparar um substrato poroso modificado com uma área superfície reduzida atribuível aos poros tendo um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido; e (iii) contatar a superfície do substrato poroso modificado com uma solução contendo o metal.The present invention is also directed to methods for preparing a catalyst comprising a metal on the surface of a porous substrate in which the metal is preferably excluded from pores of the porous substrate with a nominal diameter within a predefined range. In one embodiment, the method comprises (i) introducing one or more precursors of a pore blocking compound into the pores of the porous substrate, where: where at least one of the precursors of the pore blocking compound is sensitive to a conformational change to form a pore blocking compound that is maintained within the pores of the porous substrate with a nominal diameter within the predefined range, or at least two precursors of pore blocking compounds are capable of forming a pore blocking compound having at least one dimension such that the compound is kept within the pores of the porous substrate with a nominal diameter within a predefined range; (ii) preferably removing the pore blocking compound from the pores of the porous substrate with a nominal diameter outside the predefined range to prepare a modified porous substrate with a reduced surface area attributable to the pores having a nominal diameter within the predefined range ; and (iii) contacting the surface of the modified porous substrate with a solution containing the metal.

Em outra modalidade, a presente invenção é dirigida a um substrato poroso tendo um composto bloqueador de poros no interior dos poros do substrato poroso com um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido. O composto bloqueador de poros é mantido no interior dos poros tendo um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido, devido ao composto bloqueador de poros ter pelo menos uma dimensão maior do que as aberturas dos poros tendo um diâmetro nominal no interior de um intervalo predefinido, ou o composto bloqueador de poros apresentando uma conformação que impede o composto bloqueador de poros de sair através de aberturas de poros com um diâmetro nominal no interior do intervalo predefinido.In another embodiment, the present invention is directed to a porous substrate having a pore blocking compound within the pores of the porous substrate with a nominal diameter within a predefined range. The pore blocking compound is maintained within the pores having a nominal diameter within a predefined range, because the pore blocking compound is at least one dimension larger than the pore openings having a nominal diameter within a predefined range , or the pore blocking compound having a conformation that prevents the pore blocking compound from escaping through pore openings with a nominal diameter within the predefined range.

A presente invenção é direcionada a substratos porosos tratados tendo um composto bloqueador de poros no interior dos microporos do substrato poroso. Em uma modalidade, a área superficial dos microporos do substrato tratado não é superior a cerca de 70% da área superficial dos microporos do substrato poroso antes do tratamento. Em uma outra modalidade, o composto bloqueador de poros é selecionado do grupo que consiste em produto de condensação de um derivado de cicloexano substituído e um glicol, o produto de condensação de um dicicloexano substituído derivados e um glicol, e combinações dos mesmos.The present invention is directed to porous substrates treated having a pore blocking compound within the pores of the porous substrate. In one embodiment, the surface area of the micropores of the treated substrate is not greater than about 70% of the surface area of the micropores of the porous substrate before treatment. In another embodiment, the pore blocking compound is selected from the group consisting of a condensation product of a substituted cyclohexane derivative and a glycol, the condensation product of a substituted dicyclohexane derivatives and a glycol, and combinations thereof.

Outros objetos e características serão, em parte, aparentes e, em parte, assinalados a seguir.Other objects and characteristics will be partly apparent and partly shown below.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

As figuras 1A-1C são representações gráficas de bloqueadores de poros, de acordo com a presente invenção.Figures 1A-1C are graphical representations of pore blockers according to the present invention.

A figura 1D ilustra uma mudança conformacional de um bloqueador de poros, de acordo com a presente invenção.Figure 1D illustrates a conformational change of a pore blocker, according to the present invention.

A figura 2 descreve o tratamento térmico de um suporte de um primeiro e um segundo suporte impregnado com metal, de acordo com a presente invenção.Figure 2 describes the heat treatment of a support of a first and a second support impregnated with metal, according to the present invention.

As figuras 3A/5A e 3B/5B apresentam os resultados da microscopia eletrônica de transmissão (MET) tal como descrito no exemploFigures 3A / 5A and 3B / 5B show the results of transmission electron microscopy (MET) as described in the example

3.3.

As figuras 4A e 4B fornecem volume de poros e área superficial para substratos tratados e não tratados como descrito no exemplo 4.Figures 4A and 4B provide pore volume and surface area for treated and untreated substrates as described in example 4.

A figura 5C fornece dados de porosidade para os catalisadores analisados como descrito no exemplo 19.Figure 5C provides porosity data for the catalysts analyzed as described in example 19.

A figura 5D fornece resultados de volume de poros para os catalisadores analisados como descrito no exemplo 20.Figure 5D provides pore volume results for the catalysts analyzed as described in example 20.

As figuras 6-13 são micrografias geradas por análise de microscopia eletrônica de transmissão (STEM) para um suporte de carbono e suporte impregnado com metal tal como descrito no exemplo 21.Figures 6-13 are micrographs generated by transmission electron microscopy (STEM) analysis for a carbon support and metal impregnated support as described in example 21.

A figura 14 fornece os resultados da análise de linha varredura para um suporte impregnado com metal como descrito no exemplo 21.Figure 14 provides the results of the scan line analysis for a metal impregnated support as described in example 21.

As figuras 15 e 16 são micrografias de STEM para catalisadores, como descrito no exemplo 21.Figures 15 and 16 are micrographs of STEM for catalysts, as described in example 21.

As figuras 17 e 18 são resultados análise de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) de catalisadores, como descrito no exemplo 21.Figures 17 and 18 are results of dispersive energy spectroscopy (EDS) analysis of catalysts, as described in example 21.

As figuras 19-21 são micrografias de STEM para catalisadores testados por reação como descrito no exemplo 21.Figures 19-21 are micrographs of STEM for catalysts tested by reaction as described in example 21.

A figura 22 fornece resultados da análise de linha varredura para um catalisador de reação testado como descrito no exemplo 21.Figure 22 provides results of the scan line analysis for a reaction catalyst tested as described in example 21.

As figuras 23 e 24 são micrografias de STEM para catalisadores testados por reação como descrito no exemplo 21.Figures 23 and 24 are micrographs of STEM for reaction tested catalysts as described in example 21.

A figura 25 apresenta os resultados da análise de linha varredura para um catalisador testado por reação como descrito no exemplo 21.Figure 25 presents the results of the scan line analysis for a reaction tested catalyst as described in example 21.

As figuras 26 e 27 são espectros de EDS para catalisadores testados por reação como descrito no exemplo 21.Figures 26 and 27 are EDS spectra for catalysts tested by reaction as described in example 21.

As figuras 28 e 29 são imagens de TEM e STEM para suportes impregnados de metal como descrito no exemplo 22.Figures 28 and 29 are TEM and STEM images for metal impregnated supports as described in example 22.

As figuras 30-31, 32-33, 34-35 e 36-37 são resultados das análises de varredura em linha correspondentes e das imagens de TEM para suportes impregnados de metais, como descrito no exemplo 22.Figures 30-31, 32-33, 34-35 and 36-37 are the results of the corresponding inline scan analyzes and TEM images for substrates impregnated with metals, as described in example 22.

As figuras 38 e 39 são imagens de TEM e STEM para catalisadores, como descrito no exemplo 22.Figures 38 and 39 are TEM and STEM images for catalysts, as described in example 22.

A figura 40 indica a porção do catalisador analisado por análise de varredura em linha, como descrito no exemplo 22.Figure 40 indicates the portion of the catalyst analyzed by in-line scan analysis, as described in example 22.

A figura 41 fornece a análise de varredura em linha para a porção do suporte identificada na figura 40.Figure 41 provides the in-line scan analysis for the portion of the support identified in Figure 40.

A figura 42 indica a porção do catalisador analisado por análise de varredura em linha, como descrito no exemplo 22.Figure 42 indicates the portion of the catalyst analyzed by in-line scan analysis, as described in example 22.

A figura 43 fornece a análise de varredura em linha para a porção do suporte identificada na figura 40.Figure 43 provides the in-line scan analysis for the portion of the support identified in figure 40.

As figuras 44 e 45 são as imagens de TEM utilizadas na análise de tamanho de partículas, conforme descrito no exemplo 23.Figures 44 and 45 are the TEM images used in the particle size analysis, as described in example 23.

A figura 46 fornece dados para a distribuição de tamanho de partículas do catalisador analisado como descrito no exemplo 23.Figure 46 provides data for the particle size distribution of the analyzed catalyst as described in example 23.

As figuras 47 e 48 são as imagens de TEM utilizadas na análise do tamanho de partículas, conforme descrito no exemplo 23.Figures 47 and 48 are the TEM images used in the analysis of particle size, as described in example 23.

A figura 49 fornece dados da distribuição de tamanho de partículas para o catalisador analisado como descrito no exemplo 23.Figure 49 provides particle size distribution data for the analyzed catalyst as described in example 23.

As figuras 50 e 51 são resultados de difração de raios X para um catalisador analisado como descrito no exemplo 24.Figures 50 and 51 are X-ray diffraction results for a catalyst analyzed as described in example 24.

As figuras 52-55 são resultados de difração de nanopartículas de metal analisado como descrito no exemplo 24.Figures 52-55 are results of diffraction of metal nanoparticles analyzed as described in example 24.

As figuras 56 e 57 fornecem dados de testes de reação, tal como descrito no exemplo 25.Figures 56 and 57 provide reaction test data, as described in example 25.

A figura 58 fornece dados de testes de reação do exemplo 26.Figure 58 provides reaction test data from example 26.

As figuras 59-62 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 59-62 provide reaction test data from the example

27.27.

As figuras 63-65 fornecem dados de teste de reação do exemplo 28.Figures 63-65 provide reaction test data from example 28.

As figuras 66-68 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 66-68 provide reaction test data from the example

29.29.

As figuras 69-71 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 69-71 provide reaction test data from the example

30.30.

As figuras 72-78 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 72-78 provide reaction test data from the example

31.31.

As figuras 79-84 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 79-84 provide reaction test data from the example

32.32.

] A figura 85 fornece dados de testes de reação do exemplo 33. As figuras 86-90 fornecem dados de teste de reação do exemplo] Figure 85 provides reaction test data from example 33. Figures 86-90 provide reaction test data from example

34.34.

As figuras 91-95 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 91-95 provide reaction test data from the example

35.35.

As figuras 96-98 fornecem dados de teste de reação do exemploFigures 96-98 provide reaction test data from the example

36.36.

A figura 99 fornece dados de testes de reação do exemplo 37.Figure 99 provides reaction test data from example 37.

A figura 100 fornece dados de testes de reação do exemplo 38. As figuras 101 e 102 fornecem dados de testes reação do exemplo 39.Figure 100 provides reaction test data from example 38. Figures 101 and 102 provide reaction test data from example 39.

A figura 103 fornece dados de densidade de sítio de platina, tal como descrito no exemplo 20.Fig. 103 provides platinum site density data, as described in example 20.

A figura 104 fornece dados de testes de reação do exemplo 41. As figuras 105 e 106 fornecem dados de testes reação do exemplo 42.Figure 104 provides reaction test data from example 41. Figures 105 and 106 provide reaction test data from example 42.

A figura 107 fornece dados de testes de reação do exemplo 43.Figure 107 provides reaction test data from example 43.

A figura 108 fornece dados de testes de reação do exemplo 44.Figure 108 provides reaction test data from example 44.

A figura 109 fornece resultados de Raios-X (DRX) para o catalisador descrito no exemplo 45.Fig. 109 provides X-Ray (XRD) results for the catalyst described in example 45.

As figuras 110 e 111 XRD fornecem resultados para o catalisador descrito no exemplo 46.Figures 110 and 111 XRD provide results for the catalyst described in example 46.

A figura 111A fornece dados de lixiviação de platina para os catalisadores descritos nos exemplos 46 e 48.Fig. 111A provides platinum leach data for the catalysts described in examples 46 and 48.

As figuras 112-115 fornecem resultados de DRX para os catalisadores descritos no exemplo 50.Figures 112-115 provide XRD results for the catalysts described in example 50.

A figura 116 é uma micrografia da microscopia eletrônica de varredura de transmissão (STEM) descrita no exemplo 55.Fig. 116 is a micrograph of the transmission scanning electron microscopy (STEM) described in example 55.

As figuras 117 e 118 são resultados da varredura em linha energia da espectroscopia dispersiva de raios-X (EDX) descritos no exemplo 55.Figures 117 and 118 are results of the energy line scan of X-ray dispersive spectroscopy (EDX) described in example 55.

As figuras 119 e 120 são fotomicrografias de STEM descritas no exemplo 55.Figures 119 and 120 are photomicrographs of STEM described in example 55.

A figura 121 é uma micrografia de STEM descrita no exemplo 55.Fig. 121 is a micrograph of STEM described in example 55.

A figura 122 fornece resultados de varredura em linha (EELS) da espectroscopia de perda de energia de elétrons descrita no exemplo 55.Figure 122 provides in-line scanning results (EELS) of the electron energy loss spectroscopy described in example 55.

A figura 123 é uma micrografia de STEM descrita no exemplo 55.Fig. 123 is a micrograph of STEM described in example 55.

A figura 124 fornece os resultados de varredura em linha de EELS descrita no exemplo 55.Figure 124 provides the results of inline scanning of EELS described in example 55.

A figura 125 é uma micrografia de STEM descrita no exemplo 55.Fig. 125 is a micrograph of STEM described in example 55.

A figura 126 fornece os resultados da análise de varredura em linha de EELS descrita no exemplo 55.Figure 126 provides the results of the EELS inline scan analysis described in example 55.

A figura 127 fornece fotomicrografias de microscopia eletrônica de alta resolução (HREM) descrita no exemplo 57.Figure 127 provides high resolution electron microscopy (HREM) photomicrographs described in example 57.

A figura 128 fornece micrografias de STEM descritas no exemplo 57.Figure 128 provides micrographs of STEM described in example 57.

A figura 129 é uma micrografia de STEM descrita no exemplo 57.Fig. 129 is a micrograph of STEM described in example 57.

A figura 130 fornece os resultados da análise de varredura em linha EDX descrito no exemplo 57.Figure 130 provides the results of the EDX inline scan analysis described in example 57.

A figura 131 é uma micrografia de STEM descrita no exemplo 57.Fig. 131 is a micrograph of STEM described in example 57.

A figura 132 fornece resultados da análise de varredura em linhaFigure 132 provides results of the in-line scan analysis

EDX descritos no exemplo 57.EDX described in example 57.

A figura 133 é uma fotomicrografia de STEM descrita no exemplo 57.Fig. 133 is a photomicrograph of STEM described in example 57.

A figura 134 fornece resultados da análise de varredura linha deFigure 134 provides results of the scan line analysis.

EELS descrita no exemplo 57.EELS described in example 57.

As figuras 135-137 são fotomicrografias de HREM descritas no exemplo 57.Figures 135-137 are photomicrographs of HREM described in example 57.

A figura 138 fornece resultados de DRX descritos no exemplo 57.Figure 138 provides XRD results described in example 57.

A figura 139 é uma micrografia de STEM descrita no exemploFig. 139 is a micrograph of STEM described in the example

60.60.

A figura 140 fornece resultados da análise de varredura em linha de EELS descrita no exemplo 60.Figure 140 provides results of the EELS inline scan analysis described in example 60.

A figura 141 é uma micrografia de STEM descrita no exemploFigure 141 is a micrograph of STEM described in the example

60.60.

A figura 142 fornece os resultados da análise de varredura em linha EDX descrita no exemplo 60.Figure 142 provides the results of the EDX line scan analysis described in example 60.

A figura 143 é uma micrografia de STEM descrita no exemploFig. 143 is a micrograph of STEM described in the example

60.60.

A figura 144 fornece resultados da análise de varredura em linha de EELS descrita no exemplo 60.Figure 144 provides results of the EELS inline scan analysis described in example 60.

A figura 145 fornece os resultados da análise de linha EDX descrita no exemplo 60.Figure 145 provides the results of the EDX line analysis described in example 60.

A figura 146 é uma micrografia de STEM descrita no exemploFig. 146 is a micrograph of STEM described in the example

60.60.

A figura 147 fornece os resultados da análise de linha EDX descrita no exemplo 60.Figure 147 provides the results of the EDX line analysis described in example 60.

A figura 148 fornece os resultados de DRX descritos no exemploFigure 148 provides the XRD results described in the example

60.60.

As figuras 149 e 150 são micrografias de STEM descritas no exemplo 60.Figures 149 and 150 are micrographs of STEM described in example 60.

A figura 151 fornece os resultados da análise de varredura em linha EDX descrita no exemplo 60.Figure 151 provides the results of the EDX line scan analysis described in example 60.

A figura 152 é uma micrografia de STEM descrita no exemploFigure 152 is a micrograph of STEM described in the example

60.60.

A figura 153 fornece uma análise de varredura em linha EDX descrita no exemplo 60.Figure 153 provides an EDX line scan analysis described in example 60.

As figuras 154 e 155 fornecem resultados de DRX descrito no exemplo 61.Figures 154 and 155 provide XRD results described in example 61.

As figuras 155A e 155B fornecem resultados de microscopia de um catalisador finalizado como descrito no exemplo 65.Figures 155A and 155B provide microscopy results for a finished catalyst as described in example 65.

As figuras 155C - 155f fornecem resultados de microscopia de um catalisador finalizado descrito no exemplo 65.Figures 155C - 155f provide microscopy results for a finished catalyst described in example 65.

Descrição das Modalidades PreferidasDescription of Preferred Modalities

Nesse documento são descritos métodos de preparação do catalisador que fornecem melhorias na utilização do metal nos catalisadores contendo metais, suportados. Geralmente, várias modalidades da presente invenção incluem o controle e/ou direcionamento da deposição de metal obre a superfície de um substrato poroso. O controle ou direcionamento da deposição de metal pode ser usado para tratar um ou mais problemas relacionados com a preparação dos catalisadores contendo metais convencionais, suportados.This document describes methods of preparing the catalyst that provide improvements in the use of metal in supported metal-containing catalysts. Generally, various embodiments of the present invention include controlling and / or directing the deposition of metal on the surface of a porous substrate. The control or direction of metal deposition can be used to address one or more problems related to the preparation of catalysts containing conventional, supported metals.

Por exemplo, uma desvantagem potencial associada com catalisadores de carbono e de platina convencionais é a susceptibilidade de partículas relativamente pequenas contendo platina para lixiviação durante as reações de oxidação catalítica em fase líquida em comparação com as partículas maiores contendo o metal. A lixiviação excessiva de partículas de metal resulta em perda de metal e representa o uso de metal ineficiente. Além disso, no caso da oxidação de PMIDA, acredita-se que esses cristalitos relativamente pequenos contendo platina, contribuem para a formação de subproduto indesejável (por exemplo, IDA). Os cristalitos relativamente pequenos contendo platina também são considerados mais suscetíveis à desativação do que as partículas maiores (por exemplo, pela desativação dos sítios ativos contendo metal na presença do meio reacional e/ou pelo coqueamento do catalisador). Acredita-se que uma porção significativa das partículas relativamente pequenas do metal está na superfície do suporte de carbono no interior de poros relativamente pequenos e que os poros pequenos podem agir para capturar e impedir que esses cristalitos relativamente pequenos de platina se aglomerem no interior das partículas maiores, que são geralmente mais resistentes à lixiviação e geralmente não promovem a formação de IDA. Além disso, o metal depositado na superfície de um substrato poroso no interior dos poros relativamente pequenos é considerado ser menos acessível aos reagentes que o metal depositado no interior de poros maiores e, assim, contribui menos para a atividade do catalisador.For example, a potential disadvantage associated with conventional carbon and platinum catalysts is the susceptibility of relatively small particles containing platinum to leach during liquid phase catalytic oxidation reactions compared to the larger particles containing the metal. Excessive leaching of metal particles results in metal loss and represents inefficient metal use. In addition, in the case of PMIDA oxidation, it is believed that these relatively small crystallites containing platinum contribute to the formation of undesirable by-products (for example, IDA). The relatively small crystallites containing platinum are also considered more susceptible to deactivation than the larger particles (for example, by deactivating the active sites containing metal in the presence of the reaction medium and / or by coking the catalyst). It is believed that a significant portion of the relatively small particles of the metal are on the surface of the carbon support within relatively small pores and that small pores can act to capture and prevent these relatively small platinum crystallites from clumping within the particles. larger ones, which are generally more resistant to leaching and generally do not promote the formation of IDA. In addition, the metal deposited on the surface of a porous substrate within the relatively small pores is considered to be less accessible to the reactants than the metal deposited inside larger pores and thus contributes less to the activity of the catalyst.

Vários métodos descritos aqui para direcionar e/ou controlar a deposição de metal geralmente envolvem o tratamento de substratos porosos pela disposição ou introdução de um ou mais compostos bloqueadores de poros no interior dos poros de um intervalo de tamanho predefinido. Os métodos descritos aqui podem ser usados para bloquear seletivamente os poros no interior de um domínio de determinado tamanho sem afetar significativamente outros poros do substrato, de modo a fornecer uma área superficial catalítica vantajosa. Conforme detalhado neste documento, incluindo o contexto, várias modalidades da presente invenção fornecem um substrato poroso incluindo um composto bloqueador de poros disposto e, preferencialmente, mantido relativamente no interior dos poros pequenos (por exemplo, microporos ou poros tendo um diâmetro nominal inferior a cerca de 20Δ). A presença do composto bloqueador de poros no interior dos poros do substrato pode ser indicada por uma razão reduzida de área superficial atribuível a poros relativamente pequenos (por exemplo, uma razão reduzida de área superficial de microporos) e/ou por uma contribuição reduzida para a porosidade do substrato pelos poros relativamente pequenos. Acredita-se que a presença de compostos bloqueadores de poros no interior dos microporos do substrato tratado reduz e, de preferência, substancialmente evita a deposição de metal na superfície do substrato no interior desses poros, assim direcionando a deposição de metal para outras superfícies do substrato e no interior de poros maiores.Various methods described here for directing and / or controlling metal deposition generally involve treating porous substrates by placing or introducing one or more pore blocking compounds within the pores of a predefined size range. The methods described here can be used to selectively block pores within a given size domain without significantly affecting other pores of the substrate, in order to provide an advantageous catalytic surface area. As detailed in this document, including the context, various embodiments of the present invention provide a porous substrate including a pore blocking compound arranged and preferably kept relatively within the small pores (e.g., micropores or pores having a nominal diameter of less than about 20Δ). The presence of the pore blocking compound within the pores of the substrate can be indicated by a reduced ratio of surface area attributable to relatively small pores (for example, a reduced ratio of microporous surface area) and / or by a reduced contribution to porosity of the substrate through relatively small pores. It is believed that the presence of pore blocking compounds within the micropores of the treated substrate reduces and, preferably, substantially prevents the deposition of metal on the surface of the substrate within these pores, thus directing the deposition of metal to other surfaces of the substrate and inside larger pores.

A presença do bloqueador dos poros, portanto, é atualmente considerada reduzir a formação de cristalitos pequenos de metal no interior dos microporos que são resistentes à aglomeração, facilmente lixiviados e/ou desativados, e representam o uso do metal ineficiente.The presence of the pore blocker, therefore, is currently considered to reduce the formation of small metal crystallites within the micropores that are resistant to agglomeration, easily leached and / or deactivated, and represent the inefficient use of the metal.

Além de, ou separado do efeito de controlar ou direcionar o local de deposição de metal (por exemplo, pela disposição no interior ou introdução de um composto bloqueador de poros nos poros do substrato), a forma de deposição de metal pode promover o uso mais eficiente do metal também. Por exemplo, vários catalisadores aqui descritos incluir e/ou são preparados a partir de um suporte tendo uma ou mais regiões de um primeiro metal na superfície do suporte, e um segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal.In addition to, or separated from, the effect of controlling or directing the site of metal deposition (for example, by the disposition inside or introduction of a pore blocking compound in the pores of the substrate), the form of metal deposition can promote the more efficient metal as well. For example, various catalysts described herein include and / or are prepared from a support having one or more regions of a first metal on the surface of the support, and a second metal on the surface of one or more regions of the first metal.

O primeiro metal é selecionado para ter uma maior eletropositividade que o segundo metal e o segundo metal é depositado na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal pelo deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais regiões na superfície do suporte. Mais particularmente, o segundo metal pode ser depositado por substituição átomo para átomo próxima do primeiro metal pelo segundo metal. Acreditase atualmente que a deposição de metal desta forma promove a formação de uma camada relativamente fina compreendendo átomos do segundo metal e pode, de fato, formar uma monocamada próxima de átomos do segundo metal depositados na superfície das regiões do primeiro metal (por exemplo, uma camada de átomos do segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal tem não mais que cerca de 3 átomos de espessura). O aquecimento do suporte de carbono tendo o primeiro e segundo metais no mesmo metal forma partículas metálicas que compreendem o primeiro e o segundo metal. As partículas metálicas formadas contêm o segundo metal em uma forma que representa a utilização mais eficiente do segundo metal. Por exemplo, a composição de uma fração significativa das partículas metálicas é geralmente rica em teor do primeiro metal, fornecendo assim uma razão relativamente baixa de segundo metal não expostos ao longo das partículas (por exemplo, uma liga bimetálica rica no primeiro metal). Adieionalmente ou alternativamente, as partículas de metal formadas mediante o aquecimento subsequente podem ter uma casca relativamente fina compreende o segundo metal (por exemplo, uma camada de não mais que cerca de 3 átomos de espessura), pelo menos parcialmente em torno de um núcleo composto predominantemente do primeiro metal.The first metal is selected to have a greater electropositivity than the second metal and the second metal is deposited on the surface of one or more regions of the first metal by displacing the first metal from one or more regions on the surface of the support. More particularly, the second metal can be deposited by atom-to-atom substitution close to the first metal by the second metal. It is currently believed that the deposition of metal in this way promotes the formation of a relatively thin layer comprising atoms of the second metal and may, in fact, form a monolayer close to atoms of the second metal deposited on the surface of the regions of the first metal (for example, a layer of atoms of the second metal on the surface of one or more regions of the first metal is no more than about 3 atoms thick). The heating of the carbon support having the first and second metals in the same metal forms metal particles comprising the first and the second metal. The formed metal particles contain the second metal in a form that represents the most efficient use of the second metal. For example, the composition of a significant fraction of the metal particles is generally rich in the content of the first metal, thus providing a relatively low ratio of unexposed second metal along the particles (for example, a bimetallic alloy rich in the first metal). Additionally or alternatively, the metal particles formed upon subsequent heating may have a relatively thin shell comprising the second metal (for example, a layer of no more than about 3 atoms in thickness), at least partially around a composite core predominantly of the first metal.

I. Tratamento de Substratos PorososI. Treatment of Porous Substrates

A disposição no interior e/ou a introdução de um agente ou composto bloqueador de poros (também referida aqui como um bloqueador de poros) nos poros de um substrato poroso geralmente compreende contatar o substrato com o agente ou composto, ou um precursor (ou precursores) do mesmo. Em uma modalidade, o composto bloqueador de poros é preferencialmente mantido no interior dos poros do substrato dentro de um domínio de tamanho selecionado (por exemplo, microporos), em virtude de ter pelo menos uma dimensão maior do que as aberturas dos poros, impedindo assim que o agente de saia dos poros selecionados. Em várias modalidades, o agente bloqueador de poros pode ser formado a partir de um ou mais precursores de agentes bloqueadores de poros introduzidos no substrato poros. Adicional ou alternativamente, e independentemente de se o agente bloqueador de poros é introduzido nos poros ou formado in situ (isto é, formado de um ou mais precursores de agentes introduzidos no interior dos poros), o agente pode ser mantido no interior dos poros do substrato dentro de um domínio de tamanho selecionado em virtude de uma mudança conformacional induzida no agente bloqueador de poros, tal que o agente bloqueador de poros é dimensionalmente impedido de sair do poro selecionado. Uma mudança conformacional no agente bloqueador de poros pode ser induzida no interior dos poros selecionados em virtude de interações entre o agente bloqueador de poros e as paredes dos poros. De acordo com uma modalidade, um agente bloqueador de poros é disposto dentro e, preferencialmente, é mantido dentro dos microporos do substrato poroso para produzir um substrato tratado para a deposição de metal exibindo uma menor razão de área superficial de microporos.The arrangement within and / or the introduction of a pore blocking agent or compound (also referred to herein as a pore blocker) into the pores of a porous substrate generally comprises contacting the substrate with the agent or compound, or a precursor (or precursors) ) the same. In one embodiment, the pore blocking compound is preferably kept within the pores of the substrate within a selected size domain (for example, micropores), by virtue of having at least one dimension larger than the pore openings, thus preventing that the agent leaves the selected pores. In various embodiments, the pore blocking agent can be formed from one or more precursors of pore blocking agents introduced into the pore substrate. Additionally or alternatively, and regardless of whether the pore blocking agent is introduced into the pores or formed in situ (i.e., formed from one or more precursors of agents introduced into the pores), the agent can be maintained inside the pores of the substrate within a selected size domain due to a conformational change induced in the pore blocking agent, such that the pore blocking agent is dimensionally prevented from leaving the selected pore. A conformational change in the pore blocking agent can be induced within the selected pores due to interactions between the pore blocking agent and the pore walls. According to one embodiment, a pore blocking agent is disposed within and preferably kept within the pores of the porous substrate to produce a treated substrate for metal deposition exhibiting a lower microporous surface area ratio.

Deve ser entendido que a referência a um ou mais precursores contempla composições que em última análise, funcionam como um agente bloqueador de poros mediante a entrada nos poros (por exemplo, em virtude de pelo menos uma dimensão do composto e/ou em virtude de uma mudança conformacional no composto após a entrada nos poros). Adicionaimente ou alternativamente, a referência a um ou mais precursores pode se referir a um ou mais compostos que se combinam ou reagem para formar o agente bloqueador de poros, uma vez dispostos dentro e/ou introduzidos nos poros do substrato. Independentemente de se um composto que, em última análise funciona como bloqueador dos poros, é introduzido ou disposto no interior dos poros do substrato, ou se os componentes que se combinam para formar o bloqueador de poros, são introduzidos ou dispostos no interior dos poros, o mecanismo pelo qual o bloqueador de poros é considerado funcionar (ou seja, em virtude de ter pelo menos uma dimensão maior do que as aberturas dos poros, inicialmente ou após uma mudança conformacional) é o mesmo.It should be understood that reference to one or more precursors includes compositions that ultimately function as a pore blocking agent upon entry into the pores (for example, by virtue of at least one dimension of the compound and / or by virtue of a conformational change in the compound after entering the pores). In addition or alternatively, the reference to one or more precursors may refer to one or more compounds that combine or react to form the pore blocking agent, once disposed within and / or introduced into the pores of the substrate. Regardless of whether a compound that ultimately functions as a pore blocker is introduced or disposed within the pores of the substrate, or whether the components that combine to form the pore blocker are introduced or disposed within the pores, the mechanism by which the pore blocker is considered to function (that is, by virtue of having at least one dimension larger than the pore openings, initially or after a conformational change) is the same.

Em várias modalidades o bloqueador de poros compreende um composto tendo pelo menos uma dimensão tal que, após a entrada nos poros, o bloqueador de poros é preferencialmente mantido no interior desses poros caindo dentro de um domínio de tamanho selecionado. Notadamente, é preciso entender que o bloqueador de poros, da mesma forma, normalmente tem pelo menos uma dimensão que permite a entrada nos poros, mas atualmente acredita-se que o bloqueador de poros normalmente assume uma orientação e/ou conformação no interior dos poros de tal forma que a dimensão maior do que a abertura dos poros impede que o composto bloqueador de poros saia do poro.In various embodiments, the pore blocker comprises a compound having at least one dimension such that, upon entry into the pores, the pore blocker is preferably maintained within these pores falling within a selected size domain. Notably, it is necessary to understand that the pore blocker, likewise, usually has at least one dimension that allows entry into the pores, but currently it is believed that the pore blocker normally assumes an orientation and / or conformation inside the pores such that the dimension larger than the opening of the pores prevents the pore blocking compound from leaving the pore.

Como observado acima, de acordo com uma modalidade, o bloqueador de poros é preferencialmente mantido dentro dos microporos do substrato. No entanto, isto não exclui o bloqueador de poros ou precursor(es) do mesmo, de também entrarem nos poros de um tamanho que não esteja dentro desta faixa predefinida mediante o contato com o substrato poroso. Por exemplo, o bloqueador de poros pode entrar nos poros tendo diâmetro nominal superior a cerca de 20 Â (por exemplo, poros tendo um diâmetro nominal de cerca de 20 Â, cerca de 3000 Â, comumente referidos como meso- e macroporos), mas o bloqueador de poros tende a posteriormente sair e não ser preferencialmente mantido no interior desses poros, embora o agente bloqueador de poros possa permanecer em uma porção menor dos poros fora do intervalo de microporos.As noted above, according to one embodiment, the pore blocker is preferably kept within the substrate micropores. However, this does not exclude the pore blocker or precursor (s) from it, from also entering the pores of a size that is not within this predefined range through contact with the porous substrate. For example, the pore blocker may enter pores having a nominal diameter greater than about 20 Â (for example, pores having a nominal diameter of about 20 Â, about 3000 Â, commonly referred to as meso- and macropores), but the pore blocker tends to subsequently come out and is not preferably kept within those pores, although the pore blocking agent may remain in a smaller portion of the pores outside the micropore range.

A. Substrato PorosoA. Porous substrate

Geralmente, o substrato poroso ou estrutura de suporte para a fase ativa contendo metais catalíticos pode compreender qualquer material adequado para a deposição de um ou mais metais no mesmo. Preferencialmente, o substrato poroso está na forma de um suporte de carbono. Em geral, os suportes de carbono usados na presente invenção são bem conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, os descritos na Patente U.S. n° 6,417,133 de Ebner et al. e por Wan et al. no WO 2006/031938 (o conteúdo total dos quais sendo incorporados aqui por referência para todos os propósitos relevantes). Os suportes de carbono não grafitizados ativados são preferidos para o metal nobre em catalisadores de carbono usados para a oxidação de PMIDA e fornecimento de catalisador com a integridade mecânica robusta e de elevada área superficial para a fase ativa contendo metal. No entanto, os suportes de carbono não grafitizados ativados não são necessariamente preferidos em todos os casos e deve ser entendido que os catalisadores adequados para várias outras aplicações podem ser preparados utilizando suportes de carbono que não são ativados e/ou não-grafitizados. Em várias modalidades particularmente preferidas, os suportes estão sob a forma de partículas (por exemplo, pós).Generally, the porous substrate or support structure for the active phase containing catalytic metals can comprise any material suitable for the deposition of one or more metals therein. Preferably, the porous substrate is in the form of a carbon support. In general, the carbon supports used in the present invention are well known in the art, including, for example, those described in U.S. Patent No. 6,417,133 to Ebner et al. and by Wan et al. in WO 2006/031938 (the total contents of which are hereby incorporated by reference for all relevant purposes). Activated non-graphitized carbon supports are preferred for the noble metal in carbon catalysts used for oxidizing PMIDA and providing catalyst with robust mechanical integrity and high surface area for the active phase containing metal. However, activated non-graphitized carbon supports are not necessarily preferred in all cases and it should be understood that catalysts suitable for various other applications can be prepared using carbon supports that are not activated and / or non-graphitized. In a number of particularly preferred embodiments, the supports are in the form of particles (e.g., powders).

Em várias modalidades preferidas (por exemplo, catalisadores utilizados para a oxidação de PMIDA), o suporte de carbono contém uma razão relativamente baixa de grupos funcionais contendo oxigênio (por exemplo, ácidos carboxílicos, éteres, alcoóis, aldeídos, lactonas, cetonas, aminas ésteres, óxidos, e amidas). Estes grupos funcionais podem aumentar a lixiviação de metais nobres e aumentar potencialmente a aglomeração de metais nobres e o crescimento de partículas durante as reações de oxidação em fase líquida e, assim, reduzir a capacidade do catalisador para oxidar os substratos oxidáveis (por exemplo, PMIDA e/ou formaldeído). Conforme usado aqui, um grupo funcional contendo oxigênio está na superfície do suporte de carbono se ele está ligado a um átomo de suporte de carbono e é capaz de interagir quimicamente ou fisicamente com as composições no interior da mistura reacional, ou com os átomos do metal depositados sobre o suporte de carbono. Conforme descrito na Patente U.S. n° 6.417.133 e por Wan et al. no WO 2006/031938, muitos dos grupos funcionais contendo oxigênio, que reduzem a resistência de metais nobres à lixiviação e sinterização e reduzem a atividade do catalisador de se dessorver do suporte de carbono como monóxido de carbono quando o catalisador é aquecido a uma temperatura elevada (por exemplo, 900°C) em uma atmosfera inerte (por exemplo, hélio ou argônio). Assim, a medição da quantidade de dessorção de CO a partir de um catalisador fresco (ou seja, um catalisador que não tenha sido usado previamente em uma reação de oxidação em fase líquida) mediante altas temperaturas é um método que pode ser usado para analisar a superfície do catalisador para impedir a retenção de metais nobres e a manutenção da atividade catalítica. Uma maneira de medir a dessorção de CO é usando a análise termogravimétrica de espectroscopia de massa em linha (TGA-MS). De preferência, não mais que cerca de 1,2 mmol de monóxido de carbono por grama de catalisador dessorve o catalisador da presente invenção, quando uma amostra seca, fresca do catalisador, após ter sido aquecida a uma temperatura de cerca de 500°C por cerca de uma hora em um atmosfera de hidrogênio e antes de ser exposta a um oxidante após o aquecimento na atmosfera de hidrogênio, é aquecida em uma atmosfera de hélio que é submetida a uma temperatura que é aumentada de cerca de 20°C a cerca de 900°C em cerca de 10°C por minuto, e então mantida constante em cerca de 900°C por aproximadamente 30 minutos. Mais preferencialmente, não mais que cerca de 0,7 mmol de monóxido de carbono por grama de catalisador fresco dessorve nessas condições, ainda mais preferencialmente não mais que cerca de 0,5 mmol de monóxido de carbono por grama de catalisador fresco dessorve, e mais preferencialmente não mais de cerca de 0,3 mmol de monóxido de carbono por grama de catalisador fresco dessorve. Um catalisador é considerado seco quando o catalisador tem um teor de unidade inferior a cerca de 1% em peso. Normalmente, um catalisador pode ser seco pela colocação do mesmo em um vácuo purgado de N2 de cerca de 25 polegadas de Hg e uma temperatura de cerca de 120°C por cerca de 16 horas.In several preferred embodiments (for example, catalysts used for the oxidation of PMIDA), the carbon support contains a relatively low ratio of functional groups containing oxygen (for example, carboxylic acids, ethers, alcohols, aldehydes, lactones, ketones, amines esters , oxides, and amides). These functional groups can increase the leaching of noble metals and potentially increase the agglomeration of noble metals and the growth of particles during liquid phase oxidation reactions and thus reduce the catalyst's ability to oxidize oxidizable substrates (eg PMIDA and / or formaldehyde). As used here, an oxygen-containing functional group is on the surface of the carbon support if it is attached to a carbon support atom and is able to interact chemically or physically with the compositions within the reaction mixture, or with the metal atoms deposited on the carbon support. As described in US Patent No. 6,417,133 and by Wan et al. in WO 2006/031938, many of the oxygen-containing functional groups, which reduce the resistance of noble metals to leaching and sintering and reduce the activity of the catalyst to desorb from the carbon support as carbon monoxide when the catalyst is heated to an elevated temperature (eg 900 ° C) in an inert atmosphere (eg helium or argon). Thus, measuring the amount of CO desorption from a fresh catalyst (ie a catalyst that has not previously been used in a liquid phase oxidation reaction) at high temperatures is a method that can be used to analyze the catalyst surface to prevent the retention of noble metals and the maintenance of catalytic activity. One way to measure CO desorption is by using inline mass spectroscopy thermogravimetric analysis (TGA-MS). Preferably, no more than about 1.2 mmol of carbon monoxide per gram of catalyst will desorb the catalyst of the present invention, when a dry, fresh sample of the catalyst, after having been heated to a temperature of about 500 ° C by about an hour in a hydrogen atmosphere and before being exposed to an oxidizer after heating in the hydrogen atmosphere, it is heated in a helium atmosphere that is subjected to a temperature that is increased from about 20 ° C to about 900 ° C at about 10 ° C per minute, and then kept constant at about 900 ° C for approximately 30 minutes. More preferably, no more than about 0.7 mmol of carbon monoxide per gram of fresh catalyst desorbs under these conditions, even more preferably no more than about 0.5 mmol of carbon monoxide per gram of fresh catalyst desorbs, and more preferably not more than about 0.3 mmol of carbon monoxide per gram of fresh catalyst desorbs. A catalyst is considered to be dry when the catalyst has a unit content of less than about 1% by weight. Typically, a catalyst can be dried by placing it in a N 2 purged vacuum of about 25 inches Hg and a temperature of about 120 ° C for about 16 hours.

Conforme ainda descrito na Patente U.S. n° 6.417.133 e por Wan et al. no WO 2006/031938, a medição do número de átomos de oxigênio na superfície de um suporte de catalisador fresco é um outro método para analisar o catalisador para impedir a retenção de metais nobres e a manutenção da atividade catalítica. Usando, por exemplo, a espectroscopia de raio-x de fotoelétrons, uma camada superficial do suporte que tem cerca de 50 Δ de espessura é analisada. Preferencialmente, essa análise para um suporte adequado para uso em conexão com os catalisadores de oxidação aqui descritos indica uma razão de átomos de carbono para átomos de oxigênio na superfície do suporte de pelo menos cerca de 20:1. Mais preferencialmente, a razão é de pelo menos cerca de 30:1, ainda mais preferencialmente de pelo menos cerca de 40:1, ainda mais preferencialmente de pelo menos cerca de 50:1, e mais preferencialmente de pelo menos cerca de 60:1. Além disso, a razão de átomos de oxigênio para átomos de metal na superfície, de preferência é inferior a cerca de 8:1. Mais preferencialmente, a razão é inferior a cerca de 7:1, mais preferencialmente menos que cerca de 6:1, e ainda mais preferenciaimente inferior a cerca de 5:1.As further described in U.S. Patent No. 6,417,133 and by Wan et al. in WO 2006/031938, measuring the number of oxygen atoms on the surface of a fresh catalyst support is another method for analyzing the catalyst to prevent the retention of noble metals and the maintenance of catalytic activity. Using, for example, photoelectron x-ray spectroscopy, a surface layer of the support that is about 50 Δ thick is analyzed. Preferably, this analysis for a support suitable for use in connection with the oxidation catalysts described herein indicates a ratio of carbon atoms to oxygen atoms on the surface of the support of at least about 20: 1. More preferably, the ratio is at least about 30: 1, even more preferably at least about 40: 1, even more preferably at least about 50: 1, and most preferably at least about 60: 1 . In addition, the ratio of oxygen atoms to metal atoms on the surface is preferably less than about 8: 1. More preferably, the ratio is less than about 7: 1, more preferably less than about 6: 1, and even more preferably less than about 5: 1.

Normalmente, um suporte que está na forma de particulado pode incluir uma ampla distribuição de tamanho de partículas. Para pós, preferencialmente pelo menos cerca de 95% das partículas são de cerca de 2 a cerca de 300 pm em sua maior dimensão, mais preferencialmente pelo menos cerca de 98% das partículas são de cerca de 2 a cerca de 200 pm em sua maior dimensão, e mais preferencialmente cerca de 99% das partículas são de cerca de 2 a cerca de 150 pm em sua maior dimensão, com cerca de 95% das partículas sendo de cerca de 3 a cerca de 100 pm em sua maior dimensão. As partículas maiores do que cerca de 200 pm em sua maior dimensão tendem a fraturar em partículas superfinas (ou seja, menos de 2 pm em sua maior dimensão), que pode ser mais difícil de recuperar.Typically, a support that is in the form of particulates can include a wide particle size distribution. For powders, preferably at least about 95% of the particles are about 2 to about 300 pm in their largest dimension, more preferably at least about 98% of the particles are about 2 to about 200 pm in their largest dimension, and more preferably about 99% of the particles are about 2 to about 150 pm in their largest dimension, with about 95% of the particles being about 3 to about 100 pm in their largest dimension. Particles larger than about 200 pm in their largest dimension tend to fracture into superfine particles (ie less than 2 pm in their largest dimension), which can be more difficult to recover.

Na discussão a seguir, as áreas superficiais específicas dos catalisadores e suportes de carbono são geralmente apresentadas em termos do método de Langmuir bem conhecido usando N2. É preciso ser compreendido que esses valores geralmente correspondem aos medidos pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET) igualmente conhecido, usando N2.In the following discussion, specific surface areas of carbon catalysts and supports are generally presented in terms of the well-known Langmuir method using N 2 . It must be understood that these values generally correspond to those measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method also known, using N2 .

A área superficial específica do suporte de carbono antes de qualquer tratamento (por exemplo, disposição ou introdução de um composto bloqueador de poros no interior dos poros de um substrato), de acordo com a presente invenção é, em geral, pelo menos, cerca de 500 m2/g, pelo menos, cerca 750 m2/g, pelo menos cerca de 1000 m2/g, ou pelo menos cerca de 1250 m2/g. Normalmente, a área superficial específica do suporte de carbono é de cerca de 10 a cerca de 3000 m2/g, mais geralmente de cerca de 500 a cerca de 2100 m2/g, e ainda mais tipicamente de cerca de 750 a cerca de 1900 m2/g ou a partir de cerca de 1000 acerca de 1900 m2/g. Em certas modalidades, a superfície específica preferida é de cerca de 1000 a cerca de 1700 m2/g, de 1000 a cerca de 1500 m2/g, de cerca de 1100 para cerca de 1500 m2/g, de cerca de 1250 a cerca de 1500 m2/g, de cerca de 1200 a cerca de 1400 m2/g, ou cerca de 1400 m2/g. Além disso, de acordo com a presente invenção, o suporte de carbono poroso geralmente tem um volume de poros de pelo menos cerca de 0,1 ml/g, pelo menos, cerca de 0,2 ml/g, ou pelo menos cerca de 0,4 ml/g. Normalmente, o suporte de carbono poroso tem um volume de poros de cerca de 0,1 a cerca de 2,5 ml/g, mais tipicamente de cerca de 0,2 a cerca de 2,0 ml/g, e ainda mais tipicamente, de cerca de 0,4 a cerca de 1,5 ml/g.The specific surface area of the carbon support before any treatment (for example, disposition or introduction of a pore blocking compound within the pores of a substrate), according to the present invention is, in general, at least about 500 m 2 / g, at least about 750 m 2 / g, at least about 1000 m 2 / g, or at least about 1250 m 2 / g. Typically, the specific surface area of the carbon support is from about 10 to about 3000 m 2 / g, more generally from about 500 to about 2100 m 2 / g, and even more typically from about 750 to about 1900 m 2 / g or from about 1000 to 1900 m 2 / g. In certain embodiments, the preferred specific area is about 1000 to about 1700 m 2 / g, from 1000 to about 1500 m 2 / g, from about 1100 to about 1500 m 2 / g, from about 1250 at about 1500 m 2 / g, from about 1200 to about 1400 m 2 / g, or about 1400 m 2 / g. In addition, according to the present invention, the porous carbon support generally has a pore volume of at least about 0.1 ml / g, at least about 0.2 ml / g, or at least about 0.4 ml / g. Typically, the porous carbon support has a pore volume of about 0.1 to about 2.5 ml / g, more typically from about 0.2 to about 2.0 ml / g, and even more typically , from about 0.4 to about 1.5 ml / g.

Deve ser observado que a presente discussão foca o tratamento de bloqueio dos poros para reduzir a área superficial dos microporos de substratos ou suportes de carbono poroso para uso em catalisadores contendo metal nobre adequados para uso na oxidação de PMIDA. No entanto, é preciso entender que os métodos para o tratamento de um substrato poroso pela introdução de um composto bloqueador de poros, como aqui descrito, são geralmente aplicáveis para, preferencialmente, bloquear outros domínios de tamanho de poros, outros tipos de suportes de catalisadores porosos e/ou substratos de carbono poroso usados como suportes para metais diferentes de metais nobres. Por exemplo, os métodos da presente invenção são adequados para o tratamento de ligas ou metais de Raney porosos muitas vezes referidos como esponjas, como os descritos na Patente U.S. n° 7,329,778 de Morgenstern et al. e usados como suportes para catalisadores contendo cobre usados na desidrogenação de alcoóis amino primários. A título de exemplo adicional, os métodos da presente invenção também são adequados para o tratamento de outros suportes porosos diferentes de carbono como, por exemplo, dióxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (AI2O3), óxido de zircônio (ZrO3), óxido de titânio (TiO2), e combinações dos mesmos.It should be noted that the present discussion focuses on pore blocking treatment to reduce the surface area of micropores of porous carbon substrates or supports for use in catalysts containing noble metal suitable for use in PMIDA oxidation. However, it must be understood that methods for treating a porous substrate by introducing a pore blocking compound, as described herein, are generally applicable to, preferably, blocking other pore size domains, other types of catalyst supports porous and / or porous carbon substrates used as supports for metals other than noble metals. For example, the methods of the present invention are suitable for the treatment of porous Raney metals or alloys often referred to as sponges, such as those described in US Patent No. 7,329,778 to Morgenstern et al. and used as supports for copper-containing catalysts used in the dehydrogenation of primary amino alcohols. As a further example, the methods of the present invention are also suitable for the treatment of porous supports other than carbon, for example, silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (AI2O3), zirconium oxide (ZrO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and combinations thereof.

B. Bloqueio de PorosB. Pore Blocking

De acordo com a presente invenção, o bloqueador de poros usado para bloquear seletivamente microporos pode ser selecionado a partir de uma variedade de compostos incluindo, por exemplo, açúcares diversos (por exemplo, sacarose), compostos contendo 5- ou 6- membros de anel (por exemplo, cicloexanos 1,3- e 1,4-dissubstituídos), e combinações dos mesmos. Os compostos adequados para uso em conexão com o bloqueio seletivo de microporos incluem 1,4-cicloexanodimetanol-(1,4-CHDM), 1,4-bis cicloexanodiona (cetal de etileno), ácido 1,3- ou 1,4-cicloexanodicarboxílico, 1,4-cicloexanodiona monoetileno acetal, e combinações dos mesmos.According to the present invention, the pore blocker used to selectively block micropores can be selected from a variety of compounds including, for example, various sugars (for example, sucrose), compounds containing 5- or 6-ring members (for example, 1,3- and 1,4-disubstituted cyclohexanes), and combinations thereof. Compounds suitable for use in connection with selective blocking of micropores include 1,4-cyclohexanedimethanol- (1,4-CHDM), 1,4-bis cyclohexanedione (ethylene ketal), 1,3- or 1,4- cyclohexanedicarboxylic, 1,4-cyclohexanedione monoethylene acetal, and combinations thereof.

Em várias modalidades, o bloqueador de poros pode compreender o produto de uma reação (por exemplo, uma reação de condensação) entre um ou mais precursores de compostos bloqueadores de poros. Uma vez formado, o composto bloqueador de poros resultante pode ser preferencialmente mantido dentro dos poros selecionados do substrato, em virtude de ter pelo menos uma dimensão que impede que o composto bloqueador de poros saia pelos poros.In various embodiments, the pore blocker may comprise the product of a reaction (for example, a condensation reaction) between one or more precursors of pore blocking compounds. Once formed, the resulting pore blocking compound can preferably be kept within the selected pores of the substrate, by virtue of having at least one dimension that prevents the pore blocking compound from escaping through the pores.

Por exemplo, foi observado que o produto de acoplamento de um derivado de cicloexano e um glicol pode ser usado como um agente bloqueador de poros dos microporos para os substratos de carbono particulado de usados para suportar um catalisador de metal nobre ou de outro metal. Mais particularmente, o agente bloqueador de poros pode ser o produto de acoplamento de um derivado de cicloexano dissubstituído, trissubstituído ou tetrassubstituído um glicol. Em particular, os derivados do cicloexano podem ser selecionados do grupo consistindo em 1,4-cicloexanodiona 1,3-cicloexanodiona 1,4-cicloexanobis (metilamina), e combinações dos mesmos. O glicol é geralmente selecionado do grupo consistindo em etileno glicol, propileno glicol, e combinações dos mesmos.For example, it has been observed that the coupling product of a cyclohexane derivative and a glycol can be used as a pore blocking agent of the micropores for the particulate carbon substrates used to support a noble metal or other metal catalyst. More particularly, the pore blocking agent may be the coupling product of a disubstituted, tri-substituted or tetra-substituted cyclohexane derivative. In particular, cyclohexane derivatives can be selected from the group consisting of 1,4-cyclohexanedione 1,3-cyclohexanedione 1,4-cyclohexanobis (methylamine), and combinations thereof. Glycol is generally selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, and combinations thereof.

Geralmente, o substrato é contatado com um líquido compreendendo o agente bloqueador de poros ou um ou mais precursor (es) do agente bloqueador de poros. Normalmente, o substrato a ser tratado é contatado com uma mistura ou solução que compreende um ou mais compostos bloqueadores de poros ou precursor(es) dispersos ou dissolvidos em um meio que contata o líquido (por exemplo, água deionizada). Por exemplo, o substrato pode ser contatado com uma mistura ou solução que inclui um derivado de cicloexano e um glicol, ou um meio que contata o líquido que consiste essencialmente em derivados de cicloexano e glicol. O substrato também pode ser contatado sequencialmente com líquidos ou meio líquido compreendendo um ou mais dos precursores. A composição do líquido incluindo o agente bloqueador de poros ou um precursor(es) do mesmo contatado com o substrato poroso não é restritamente crítica e pode ser facilmente selecionada e/ou otimizada por um versado na técnica.Generally, the substrate is contacted with a liquid comprising the pore blocking agent or one or more precursor (s) of the pore blocking agent. Normally, the substrate to be treated is contacted with a mixture or solution that comprises one or more pore blocking compounds or precursor (s) dispersed or dissolved in a medium that contacts the liquid (for example, deionized water). For example, the substrate can be contacted with a mixture or solution that includes a cyclohexane derivative and a glycol, or a medium that contacts the liquid consisting essentially of cyclohexane and glycol derivatives. The substrate can also be contacted sequentially with liquids or liquid medium comprising one or more of the precursors. The composition of the liquid including the pore blocking agent or a precursor (s) thereof contacted with the porous substrate is not strictly critical and can be easily selected and / or optimized by one skilled in the art.

Como observado, independentemente se um composto que, em última análise, funciona como um bloqueador dos poros é introduzido nos poros do substrato ou precursores que formam o composto bloqueador são introduzidos no substrato, os bloqueadores de poros podem ser preferencialmente mantidos no interior dos poros do substrato selecionado iAs noted, regardless of whether a compound that ultimately functions as a pore blocker is introduced into the pores of the substrate or precursors that form the blocking compound are introduced into the substrate, the pore blockers can preferably be kept within the pores of the selected substrate i

(por exemplo, microporos), em virtude do arranjo conformacional assumido pelo agente bloqueador de poros, uma vez disposto ou formado no interior dos poros. Por exemplo, atualmente acredita-se que várias moléculas de bloqueador de poros se transformam a partir de uma conformação de cadeira mais linear para uma conformação de barco mais volumosa, que conduz o aprisionamento de compostos no interior dos microporos. Em particular, atualmente acredita-se que vários agentes bloqueadores de poros incluindo um grupo de extremidade hidrofílica favorecerão uma conformação de barco no interior do(s) microporo(s) de um suporte de carbono poroso, devido à natureza do suporte de carbono (ou seja, a conformação de barco será favorecida por um composto bloqueador de poros tendo grupos de extremidades hidrofílicas, devido à natureza relativamente hidrofóbica da superfície do suporte de carbono), exemplos de compostos bloqueadores de poros, incluindo um grupo de extremidade hidrofílica incluem o ácido 1,415 cicloexanodicarboxílico e 1,4-hexanodimetanol (CHDM).(for example, micropores), due to the conformational arrangement assumed by the pore blocking agent, once disposed or formed inside the pores. For example, it is currently believed that several pore blocker molecules are transformed from a more linear chair shape to a more bulky boat shape, which leads to the trapping of compounds within the micropores. In particular, it is currently believed that several pore blocking agents including a hydrophilic end group will favor a boat conformation within the micropore (s) of a porous carbon support, due to the nature of the carbon support (or i.e., the conformation of the boat will be favored by a pore blocking compound having groups of hydrophilic ends, due to the relatively hydrophobic nature of the surface of the carbon support), examples of pore blocking compounds, including a hydrophilic end group include 1,415 acid cyclohexanedicarboxylic and 1,4-hexanedimethanol (CHDM).

Uma mudança conformacional de um bloqueador dos poros também pode ser promovida ou induzida através da manipulação do meio líquido compreendendo o agente bloqueador de poros em contato com o substrato incluindo, por exemplo, ajustar o pH e/ou ajustar a temperatura do meio líquido.A conformational change of a pore blocker can also be promoted or induced by manipulating the liquid medium comprising the pore blocking agent in contact with the substrate including, for example, adjusting the pH and / or adjusting the temperature of the liquid medium.

As figuras 1A-1C fornecem representações gráficas de bloqueadores de poros pré-formados e de moléculas de bloqueadores de poros formadas a partir de precursores no interior do poro (ou seja, acoplamento in situ) que passaram por uma mudança conformacional no interior dos poros para bloquear ou plugar seletivamente os poros menores. A mudança conformacional de um bloqueador dos poros de cicloexano é mostrada, em geral, na figura 1 D. Estas representações são para propósitos ilustrativos e não são destinadas a limitar a presente invenção.Figures 1A-1C provide graphical representations of preformed pore blockers and pore blocker molecules formed from precursors within the pore (ie coupling in situ) that have undergone a conformational change within the pores to selectively block or plug the smaller pores. The conformational change of a cyclohexane pore blocker is shown, in general, in Figure 1 D. These representations are for illustrative purposes and are not intended to limit the present invention.

Como observado, acredita-se que o contato do substrato com os precursores ou agentes bloqueadores resulta no agente bloqueador de poros sendo introduzido ou disposto no interior de microporos do substrato, e no interior de poros maiores fora deste intervalo predefinido. Para fornecer um substrato tratado em que os microporos no interior do intervalo predefinido são preferencialmente bloqueados, o substrato é posteriormente contatado com um líquido de lavagem para remover o agente bloqueador de poros fora do domínio do microporo (ou seja, aqueles poros em que o agente bloqueador de poros não vai ser preferencialmente mantido em virtude de o agente ter pelo menos uma dimensão maior do que a abertura dos poros). A composição exata do líquido de lavagem e o modo de seu contato com o substrato não são estritamente críticas, mas o substrato pode ser contatado adequadamente com água deionizada para este propósito.As noted, contact of the substrate with precursors or blocking agents is believed to result in the pore blocking agent being introduced or disposed within the micropores of the substrate, and within larger pores outside this predefined range. To provide a treated substrate in which micropores within the predefined range are preferably blocked, the substrate is subsequently contacted with a washing liquid to remove the pore blocking agent outside the micropore domain (i.e., those pores in which the agent pore blocker will not preferably be maintained because the agent is at least larger than the opening of the pores). The exact composition of the washing liquid and the manner of its contact with the substrate are not strictly critical, but the substrate can be contacted properly with deionized water for this purpose.

C, Substratos TratadosC, Treated Substrates

Como observado, o método de tratamento do substrato da presente invenção é adequado para a introdução de um agente bloqueador de poros nos microporos do substrato poroso (por exemplo, um suporte de carbono particulado) e, preferencialmente, manter o agente bloqueador de poros nos microporos. A retenção preferencial do agente bloqueador de poros no interior dos microporos pode ser representada pela proporção de microporos em que o agente é mantido. Tipicamente, o composto bloqueador de poros mantém pelo menos cerca de 2%, pelo menos cerca de 5%, pelo menos cerca de 10% ou pelo menos cerca de 20% dos microporos, com base no número total de microporos do substrato.As noted, the substrate treatment method of the present invention is suitable for introducing a pore blocking agent into the pores of the porous substrate (for example, a particulate carbon support) and, preferably, maintaining the pore blocking agent in the micropores . The preferential retention of the pore blocking agent inside the micropores can be represented by the proportion of micropores in which the agent is kept. Typically, the pore blocking compound maintains at least about 2%, at least about 5%, at least about 10% or at least about 20% of the micropores, based on the total number of micropores in the substrate.

A retenção preferencial do composto bloqueador de poros dentro dos microporos também pode ser indicada pela área superficial tratada do substrato fornecida por microporos e fornecida pelos poros maiores. Acredita-se que a presença do composto bloqueador de poros no interior dos microporos fará com que pelo menos uma porção desses poros bloqueados apareça como uma porção não-porosa do substrato tratado durante os métodos de medição de área superficial (por exemplo, o método de medição de área superficial de Langmuir conhecido), reduzindo assim a proporção de área superficial que poderia ser atribuível aos microporos se eles não fossem bloqueados. Este bloqueio preferencial dos poros alvos resulta em uma redução na área superficial fornecida pelos microporos (isto é, área superficial dos microporos). Por exemplo, em várias modalidades, a área superficial dos microporos do substrato tratado é geralmente não mais que cerca de 70%, não mais que cerca de 60%, ou mais que cerca de 50% da área superficial dos microporos do substrato antes do tratamento pelo contato com o bloqueador dos poros. De preferência, a área superficial dos microporos do substrato tratado não é mais que cerca de 40%, mais preferencialmente não mais que cerca de 30% e, ainda mais preferencialmente não mais que cerca de 20% da área superficial dos microporos do substrato antes do tratamento.The preferential retention of the pore blocking compound within the micropores can also be indicated by the treated surface area of the substrate provided by micropores and provided by the larger pores. It is believed that the presence of the pore blocking compound within the micropores will cause at least a portion of these blocked pores to appear as a non-porous portion of the treated substrate during surface area measurement methods (for example, the measurement of known Langmuir surface area), thereby reducing the proportion of surface area that could be attributable to micropores if they were not blocked. This preferential blocking of the target pores results in a reduction in the surface area provided by the micropores (ie, the surface area of the micropores). For example, in various embodiments, the surface area of the micropores of the treated substrate is generally no more than about 70%, no more than about 60%, or more than about 50% of the surface area of the micropores of the substrate before treatment by contact with the pore blocker. Preferably, the surface area of the micropores of the treated substrate is not more than about 40%, more preferably not more than about 30%, and even more preferably not more than about 20% of the surface area of the micropores of the substrate before the treatment.

D. Métodos para a Preparação de Catalisadores Usando SubstratosD. Methods for the Preparation of Catalysts Using Substrates

TratadosTreaties

Como detalhado aqui, os catalisadores podem ser preparados por um processo, em geral, compreendendo o depósito de um ou mais metais nobres e, opcionalmente, um ou mais metais do promotor na superfície de um substrato tratado (ou seja, poros bloqueados) tal como um suporte poroso de carbono, e o aquecimento do suporte de carbono com o metal nobre e promotor(es) opcional(is) depositado no mesmo em um ambiente não oxidante.As detailed here, catalysts can be prepared by a process, in general, comprising depositing one or more noble metals and, optionally, one or more metals from the promoter on the surface of a treated substrate (i.e. blocked pores) such as a porous carbon support, and heating the carbon support with the noble metal and optional promoter (s) deposited therein in a non-oxidizing environment.

Os metais nobres geralmente são selecionados do grupo que consiste em platina, paládio, rutênio, ródio, irídio, prata, ósmio, ouro, e combinações dos mesmos. Em várias modalidades preferidas, o metal nobre compreende platina e/ou paládio. Em modalidades ainda mais preferidas, o metal nobre é a platina. Um ou mais metais do promotor é geralmente selecionado do grupo que consiste em estanho, cádmio, magnésio, manganês, níquel, alumínio, cobalto, bismuto, chumbo, titânio, antimônio, selênio, ferro, rênio, zinco, cério, zircônio, telúrio, germânio e combinações dos mesmos em uma superfície do substrato poroso e/ou em uma superfície do metal nobre.Noble metals are usually selected from the group consisting of platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium, silver, osmium, gold, and combinations thereof. In various preferred embodiments, the noble metal comprises platinum and / or palladium. In even more preferred forms, the noble metal is platinum. One or more metals of the promoter is generally selected from the group consisting of tin, cadmium, magnesium, manganese, nickel, aluminum, cobalt, bismuth, lead, titanium, antimony, selenium, iron, rhenium, zinc, cerium, zirconium, tellurium, germanium and combinations thereof on a porous substrate surface and / or on a noble metal surface.

O metal nobre pode ser depositado em conformidade com os métodos convencionais conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, os métodos de deposição em fase líquida, tais como as técnicas de deposição reativa (por exemplo, deposição por meio da redução de compostos de metais nobres e deposição por meio da hidrólise de compostos de metais nobres), técnicas de troca iônica, impregnação por solução em excesso, e de impregnação de secura incipiente, métodos de fase de vapor, como a deposição física e a deposição química; precipitação; deposição eletroquímica, e deposição autocatalítica, como descrito na Patente U.S. n°Noble metal can be deposited in accordance with conventional methods known in the art, including, for example, liquid phase deposition methods, such as reactive deposition techniques (for example, deposition by reducing noble metal compounds and deposition through the hydrolysis of noble metal compounds), ion exchange techniques, impregnation with excess solution, and impregnation of incipient dryness, vapor phase methods, such as physical deposition and chemical deposition; precipitation; electrochemical deposition, and autocatalytic deposition, as described in U.S. Patent No.

6,417,133 e por Wan et al. na publicação internacional n° WO 2006/031938.6,417,133 and by Wan et al. in international publication No. WO 2006/031938.

Em várias modalidades preferidas, o metal nobre é depositado via uma técnica de deposição reativa compreendendo o contato do suporte de carbono com uma solução que compreende um sal do metal nobre, e então a hidrólise do sal. Um exemplo de um sal de platina adequado relativamente barato é o ácido hexacloroplatínico (H2PtCI6).In various preferred embodiments, the noble metal is deposited via a reactive deposition technique comprising contacting the carbon support with a solution comprising a salt of the noble metal, and then hydrolysis of the salt. An example of a suitable relatively inexpensive platinum salt is hexachloroplatinic acid (H2PtCI 6 ).

Um promotor(es) pode ser depositado sobre a superfície do suporte de carbono tratada antes, simultaneamente com, ou após a deposição do metal nobre na superfície. Os métodos para depositar um metal promotor são geralmente conhecidos na técnica, e incluem os métodos acima observados em relação à deposição do metal nobre.A promoter (s) can be deposited on the treated carbon support surface before, simultaneously with, or after the deposition of the noble metal on the surface. Methods for depositing a promoter metal are generally known in the art, and include the methods noted above in relation to the deposition of the noble metal.

Depois que o suporte de carbono foi impregnado com o(s) metal(is) nobre(s) e o(s) promotor(es) opcional(is), a superfície do catalisador é de preferência aquecida a temperaturas elevadas, por exemplo, em uma operação de tratamento térmico ou calcinação. Por exemplo, a calcinação pode ser realizada através da colocação do catalisador em um forno (por exemplo, fornos rotativos, fornos de túnel, e calcinadores verticais) através dos quais uma atmosfera de tratamento térmico é passada.After the carbon support has been impregnated with the noble metal (s) and the optional promoter (s), the catalyst surface is preferably heated to high temperatures, for example, in a heat treatment or calcination operation. For example, calcination can be carried out by placing the catalyst in an oven (for example, rotary kilns, tunnel kilns, and vertical calciners) through which a heat-treating atmosphere is passed.

Geralmente, a superfície do suporte tratado impregnado com um ou mais metal é aquecida a uma temperatura de pelo menos cerca de 700°C, pelo menos cerca de 800°C, pelo menos cerca de 850°C, pelo menos cerca de 900°C, ou pelo menos cerca de 950°C. Normalmente, o suporte é impregnado com metal aquecido a uma temperatura de cerca de 800 °C a cerca de 1200°C, de preferência de cerca de 850°C a cerca deGenerally, the surface of the treated support impregnated with one or more metal is heated to a temperature of at least about 700 ° C, at least about 800 ° C, at least about 850 ° C, at least about 900 ° C , or at least about 950 ° C. Typically, the support is impregnated with metal heated to a temperature of about 800 ° C to about 1200 ° C, preferably from about 850 ° C to about

1200°C, mais preferencialmente de cerca de 900°C a cerca de 1200°C, mesmo mais preferencialmente de cerca de 900°C a cerca de 1000°C e, especialmente, de cerca de 925°C para cerca de 975°C.1200 ° C, more preferably from about 900 ° C to about 1200 ° C, even more preferably from about 900 ° C to about 1000 ° C, and especially from about 925 ° C to about 975 ° C .

O período de tempo que o suporte impregnado é submetido a temperaturas elevadas (incluindo o tempo em que o suporte é aquecido na temperatura máxima) não é estritamente crítico. Normalmente, no aparelho em escala comercial, o suporte impregnado com metal é aquecido a uma temperatura máxima de tratamento térmico por pelo menos, cerca de 10 minutos (por exemplo, pelo menos cerca de 30 minutos).The length of time that the impregnated support is subjected to high temperatures (including the time that the support is heated to the maximum temperature) is not strictly critical. Typically, in the commercial scale apparatus, the metal impregnated support is heated to a maximum heat treatment temperature for at least about 10 minutes (for example, at least about 30 minutes).

De preferência, o suporte impregnado com metal é aquecido em um ambiente não oxidante. O ambiente não oxidante pode compreender ou consistir essencialmente em gases inertes como N2 e gases nobres (por exemplo, argônio, hélio), ou misturas dos mesmos. Em certas modalidades, o ambiente não oxidante compreende um ambiente redutor e inclui um agente redutor em fase gasosa como, por exemplo, hidrogênio, monóxido de carbono, ou combinações dos mesmos. O ambiente não oxidante, em que o catalisador é aquecido pode incluir outros componentes, tais como amônia, vapor de água, e/ou um composto compreendendo oxigênio como descrito, por exemplo, por Wan et al. na publicação internacional n° WO 2006/031938. Em uma modalidade, o tratamento térmico após deposição do metal, de preferência, compreende redução em fase gasosa em alta temperatura para remover os grupos funcionais contendo oxigênio da superfície do catalisador, assim, atingindo um catalisador que exibe a dessorção de monóxido de carbono e/ou características da razão superficial do átomo de oxigênio para o átomo de carbono, conforme descrito em Ebner et al. Patente U.S. n° 6,417,133.Preferably, the metal impregnated support is heated in a non-oxidizing environment. The non-oxidizing environment can comprise or consist essentially of inert gases such as N 2 and noble gases (for example, argon, helium), or mixtures thereof. In certain embodiments, the non-oxidizing environment comprises a reducing environment and includes a reducing agent in a gas phase such as, for example, hydrogen, carbon monoxide, or combinations thereof. The non-oxidizing environment in which the catalyst is heated can include other components, such as ammonia, water vapor, and / or a compound comprising oxygen as described, for example, by Wan et al. in international publication No. WO 2006/031938. In one embodiment, the heat treatment after deposition of the metal preferably comprises reduction in the gas phase at high temperature to remove the functional groups containing oxygen from the surface of the catalyst, thus reaching a catalyst that exhibits the desorption of carbon monoxide and / or characteristics of the surface ratio of the oxygen atom to the carbon atom, as described in Ebner et al. US Patent No. 6,417,133.

Em várias modalidades preferidas, o metal nobre é ligado com pelo menos um promotor para formar partículas de metal de liga. Por exemplo, as partículas de metal nobre em uma superfície do suporte de carbono podem compreender átomos do metal nobre ligados com os átomos do metal promotor. Em várias outras modalidades preferidas, o metal nobre é ligado com dois promotores (por exemplo, ferro e cobalto). Os catalisadores compreendendo um metal nobre ligado com um ou mais promotores frequentemente apresentam maior resistência à lixiviação de metais e maior estabilidade (por exemplo, de ciclo para ciclo) com relação à oxidação de formaldeído e ácido fórmico. É preciso entender que o termo liga, tal como usado aqui geralmente abrange qualquer partícula de metal que compreende um metal nobre e pelo menos um promotor (por exemplo, compostos intermetálicos, ligas substitucionais, ligas multifásicas, ligas separadas e ligas intersticiais, como descrito por Wan et al. na publicação internacional n° WO 2006/031938).In several preferred embodiments, the noble metal is bonded with at least one promoter to form alloy metal particles. For example, the noble metal particles on a carbon support surface can comprise noble metal atoms bonded with the atoms of the promoter metal. In several other preferred embodiments, the noble metal is bonded with two promoters (for example, iron and cobalt). Catalysts comprising a noble metal bound with one or more promoters often exhibit greater resistance to metal leaching and greater stability (for example, from cycle to cycle) with respect to formaldehyde and formic acid oxidation. It is to be understood that the term alloy, as used here generally encompasses any metal particle comprising a noble metal and at least one promoter (for example, intermetallic compounds, substitutional alloys, multiphase alloys, separate alloys and interstitial alloys, as described by Wan et al. In international publication No. WO 2006/031938).

A submissão do suporte impregnado com metal a um tratamento térmico geralmente fornece aglomeração e/ou sinterização das partículas metálicas na superfície do suporte. A utilização de substratos tratados tendo microporos bloqueados resulta em suportes impregnados tendo um percentual reduzido de partículas contendo metais relativamente pequenos na superfície do suporte no interior do domínio do microporo, que geralmente são mais suscetíveis à lixiviação e/ou desativação em comparação com partículas contendo metais nobres de tamanho maior. Adicionalmente ou alternativamente, as partículas contendo metais na superfície do substrato fora do domínio dos microporos são geralmente mais acessíveis aos reagentes. Em virtude de um ou de ambos os efeitos, os substratos tratados da presente invenção são considerados para fornecer o uso do metal mais eficiente (por exemplo, um aumento na superfície de metal catalítico eficaz por unidade de peso) no catalisador.Submitting the metal-impregnated support to a heat treatment generally provides agglomeration and / or sintering of the metal particles on the support surface. The use of substrates treated with blocked micropores results in impregnated substrates having a reduced percentage of particles containing relatively small metals on the support surface within the micropore domain, which are generally more susceptible to leaching and / or deactivation compared to particles containing metals larger size nobles. Additionally or alternatively, particles containing metals on the substrate surface outside the micropore domain are generally more accessible to the reagents. By virtue of one or both of these effects, the treated substrates of the present invention are considered to provide the most efficient use of the metal (e.g., an increase in the effective catalytic metal surface per unit weight) in the catalyst.

Deve-se observar que a persistência dos bloqueadores de poros no substrato tratados após tratamento térmico da deposição pós-metal não é fundamental para fornecer as vantagens observadas acima. De fato, atualmente acredita-se que o bloqueador de poros é mais provavelmente decomposto e/ou removido da superfície do substrato durante a calcinação. Mas ainda hoje acredita-se que uma ou mais das vantagens observadas acima são alcançadas desde que o bloqueador de poros esteja preferencialmente mantido com os poros selecionados na superfície do suporte durante a deposição do metal, a fim de promover a dispersão do metal desejado.It should be noted that the persistence of the pore blockers in the treated substrate after heat treatment of post-metal deposition is not essential to provide the advantages noted above. In fact, it is currently believed that the pore blocker is more likely to decompose and / or removed from the substrate surface during calcination. But even today it is believed that one or more of the advantages noted above are achieved provided that the pore blocker is preferably maintained with the selected pores on the support surface during the deposition of the metal, in order to promote the dispersion of the desired metal.

E. Catalisadores Preparados Usando Substratos TratadosE. Catalysts Prepared Using Treated Substrates

Os substratos tratados de acordo com o presente método (ou seja, substratos de poros bloqueados) podem ser utilizados como suportes para catalisadores contendo metais incluindo, por exemplo, catalisadores incluindo um ou mais metais nobres (por exemplo, um metal nobre como a platina) depositado sobre um suporte de carbono particulado. Além disso, os catalisadores contendo metal nobre preparados usando os substratos tratados pela presente invenção podem incluir um ou mais promotor(es) e podem ser preparados de forma a apresentar uma ou mais das características descritas, por exemplo, na Patente U.S. n° 6.417.133, Publicação Internacional No. WO 2006/031938 e Patente U.S. n° 6.956.005, todo o conteúdo das quais sendo incorporado aqui por referência para todos os propósitos relevantes.The substrates treated in accordance with the present method (i.e., blocked pore substrates) can be used as supports for catalysts containing metals including, for example, catalysts including one or more noble metals (for example, a noble metal such as platinum) deposited on a particulate carbon support. In addition, noble metal-containing catalysts prepared using the substrates treated by the present invention can include one or more promoter (s) and can be prepared to exhibit one or more of the characteristics described, for example, in US Patent No. 6,417. 133, International Publication No. WO 2006/031938 and US Patent No. 6,956,005, all of which are incorporated herein by reference for all relevant purposes.

Geralmente, o metal nobre constitui menos que cerca de 8% em peso do catalisador, normalmente menos que cerca de 7% em peso do catalisador, mais tipicamente menos que cerca de 6% por peso do catalisador. Em várias modalidades, o metal nobre normalmente constitui de cerca de 1% a cerca de 8% em peso do catalisador, mais tipicamente de cerca de 2% a cerca de 7% em peso do catalisador e, ainda mais tipicamente, de cerca de 3% a cerca de 6% em peso do catalisador.Generally, the noble metal constitutes less than about 8% by weight of the catalyst, usually less than about 7% by weight of the catalyst, more typically less than about 6% by weight of the catalyst. In various embodiments, the noble metal normally constitutes from about 1% to about 8% by weight of the catalyst, more typically from about 2% to about 7% by weight of the catalyst and, even more typically, about 3 % to about 6% by weight of the catalyst.

Como observado, os suportes de carbono particulados tratados de acordo com a presente invenção para, preferencialmente, bloquear de microporos fornecem o uso mais eficiente do metal. Assim, os catalisadores eficazes podem ser preparados de modo que contenham o metal nobre em uma quantidade abaixo dos limites acima observados e/ou no limite inferior ou perto do limite inferior de um ou mais dos intervalos observados acima. Por exemplo, em várias modalidades, o metal nobre constitui menos de 5% em peso do catalisador, menos que cerca de 4% em peso do catalisador, ou até menos que cerca de 3% em peso do catalisador. Por exemplo, em várias modalidades o metal nobre tipicamente constitui de cerca de 1 % a cerca de 5% em peso do catalisador, mais tipicamente de cerca de 1,5% a cerca de 4% em peso do catalisador e, ainda mais tipicamente, a partir de cerca de 2% a cerca de 3% em peso do catalisador. No entanto, deve ser entendido que a presente invenção não requer que um substrato tratado seja usado para a preparação de um catalisador contendo metal nobre, incluindo uma proporção reduzida de metal nobre em comparação com os catalisadores convencionais. Ou seja, a preparação de um catalisador incluindo um substrato poroso tratado que fornece o uso mais eficiente de metais em cargas de metais nobres convencionais do meso modo representa um avanço na técnica (por exemplo, considera-se que os substratos tratados da presente invenção fornecem uma proporção reduzida das partículas do metal relativamente pequenas que são suscetíveis à lixiviação e representam o uso ineficiente de metal, contribuindo assim para melhoramentos da atividade catalítica e formação reduzida subprodutos indesejados (por exemplo, IDA)).As noted, the particulate carbon supports treated in accordance with the present invention to preferably block micropores provide the most efficient use of the metal. Thus, effective catalysts can be prepared so that they contain the noble metal in an amount below the limits noted above and / or at the lower limit or near the lower limit of one or more of the ranges noted above. For example, in various embodiments, the noble metal constitutes less than 5% by weight of the catalyst, less than about 4% by weight of the catalyst, or even less than about 3% by weight of the catalyst. For example, in various embodiments, the noble metal typically constitutes from about 1% to about 5% by weight of the catalyst, more typically from about 1.5% to about 4% by weight of the catalyst and, even more typically, from about 2% to about 3% by weight of the catalyst. However, it should be understood that the present invention does not require a treated substrate to be used for the preparation of a noble metal-containing catalyst, including a reduced proportion of noble metal compared to conventional catalysts. That is, the preparation of a catalyst including a treated porous substrate that provides the most efficient use of metals in conventional noble metal fillers in the same way represents an advance in the technique (for example, the treated substrates of the present invention are considered to provide a reduced proportion of the relatively small metal particles that are susceptible to leaching and represent inefficient use of metal, thus contributing to improvements in catalytic activity and reduced formation of unwanted by-products (eg IDA)).

Geralmente, de acordo com algumas modalidades, pelo menos um promotor (por exemplo, ferro) constitui menos que cerca de 2% em peso do catalisador, menos que cerca de 1,5% em peso do catalisador, menos que cerca de 1% em peso do catalisador, menos que cerca de 0,5% em peso do catalisador, ou cerca de 0,4% em peso do catalisador. Normalmente, pelo menos um promotor constitui menos de 1% em peso do catalisador, de preferência de cerca de 0,25% a cerca de 0,75% em peso do catalisador e, de preferência, de cerca de 0,25% a cerca de 0,6% em peso do catalisador. Em várias modalidades preferidas, o catalisador inclui o ferro como um promotor. Adicionalmente ou alternativamente, o catalisador inclui cobalto como um promotor.Generally, according to some modalities, at least one promoter (for example, iron) constitutes less than about 2% by weight of the catalyst, less than about 1.5% by weight of the catalyst, less than about 1% in weight of the catalyst, less than about 0.5% by weight of the catalyst, or about 0.4% by weight of the catalyst. Typically, at least one promoter constitutes less than 1% by weight of the catalyst, preferably from about 0.25% to about 0.75% by weight of the catalyst, and preferably from about 0.25% to about 0.6% by weight of the catalyst. In several preferred embodiments, the catalyst includes iron as a promoter. Additionally or alternatively, the catalyst includes cobalt as a promoter.

Em várias modalidades particularmente preferidas, o catalisador compreende ambos os promotores de ferro e de cobalto. Uso de ferro e cobalto geralmente fornece benefícios associados com o uso de ferro (por exemplo, a atividade e a estabilidade em relação à oxidação de formaldeído e ácido fórmico). Porém, em comparação com a presença de ferro individualmente como um promotor, a presença de cobalto tende a reduzir a formação de certos subprodutos durante a oxidação de um substrato deIn a number of particularly preferred embodiments, the catalyst comprises both iron and cobalt promoters. Use of iron and cobalt generally provides benefits associated with the use of iron (for example, the activity and stability towards oxidation of formaldehyde and formic acid). However, compared to the presence of iron individually as a promoter, the presence of cobalt tends to reduce the formation of certain by-products during the oxidation of a substrate of

PMIDA (por exemplo, IDA). Além disso, considera-se que a formação de IDA está diretamente relacionada ao teor de ferro total do catalisador. Assim, em várias modalidades de copromotor de ferro fundido/cobalto, o teor de ferro é, essencialmente, substituído pelo cobalto para reduzir a formação de AID e de outros subprodutos, enquanto, no entanto, fornece atividade suficiente voltada para a oxidação de formaldeído e ácido fórmico. Por exemplo, em comparação com um catalisador de platina em carbono que contém 0,5% em peso de ferro na ausência de cobalto, um catalisador similar contendo 0,25% em peso de ferro e 0,25% em peso de cobalto geralmente fornece atividade comparável para a oxidação de PMIDA, formaldeído e de ácido fórmico, ao minimizar a formação de subprodutos.PMIDA (for example, IDA). In addition, the formation of IDA is considered to be directly related to the total iron content of the catalyst. Thus, in various types of cast iron / cobalt copromotor, the iron content is essentially replaced by cobalt to reduce the formation of AID and other by-products, while, however, it provides sufficient activity aimed at the oxidation of formaldehyde and formic acid. For example, compared to a platinum carbon catalyst that contains 0.5% by weight of iron in the absence of cobalt, a similar catalyst containing 0.25% by weight of iron and 0.25% by weight of cobalt generally provides comparable activity for the oxidation of PMIDA, formaldehyde and formic acid, by minimizing the formation of by-products.

Em modalidades de copromotor de ferro/cobalto, a quantidade 10 de cada promotor na superfície do suporte de carbono (quer associada com a superfície de carbono em si, metal nobre, ou uma combinação dos mesmos) é tipicamente de pelo menos cerca de 0,05% em peso, pelo menos cerca de 0,1% em peso ou pelo menos cerca de 0,2% em peso. Além disso, a quantidade de ferro na superfície do suporte de carbono é normalmente de cerca de 0,1 a cerca de 4% em peso do catalisador, de preferência de cerca de 0,1 a cerca de 2% em peso do catalisador, mais preferencialmente de cerca de 0,1 a cerca de 1% em peso do catalisador e ainda mais preferencialmente de cerca de 0,1 a cerca de 0,5% em peso do catalisador. Da mesma forma, a quantidade de cobalto na superfície do suporte de carbono é normalmente de cerca de 0,1 a cerca de 4% em peso do catalisador, de preferência de cerca de 0,1 a cerca de 2% em peso do catalisador, de preferência mais que cerca de 0,2 a cerca de 1 % em peso do catalisador e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 0,2 a cerca de 0,5% em peso do catalisador. Em tal modalidade, a razão de peso de ferro para cobalto no catalisador é geralmente de cerca de 0,1:1 a cerca de 1,5:1 e de preferência de cerca de 0,2:1 a cerca de 1:1. Por exemplo, o catalisador pode compreender cerca de 0,1% em peso de ferro e cerca de 0,4% em peso de cobalto ou cerca de 0,2% em peso de ferro e cerca de 0,2% em peso de cobalto.In iron / cobalt co-promoter modalities, the amount of each promoter on the surface of the carbon support (either associated with the carbon surface itself, noble metal, or a combination thereof) is typically at least about 0, 05% by weight, at least about 0.1% by weight or at least about 0.2% by weight. In addition, the amount of iron on the surface of the carbon support is usually about 0.1 to about 4% by weight of the catalyst, preferably from about 0.1 to about 2% by weight of the catalyst, more preferably from about 0.1 to about 1% by weight of the catalyst and even more preferably from about 0.1 to about 0.5% by weight of the catalyst. Likewise, the amount of cobalt on the surface of the carbon support is usually from about 0.1 to about 4% by weight of the catalyst, preferably from about 0.1 to about 2% by weight of the catalyst, preferably more than about 0.2 to about 1% by weight of the catalyst and, even more preferably, from about 0.2 to about 0.5% by weight of the catalyst. In such an embodiment, the weight ratio of iron to cobalt in the catalyst is generally about 0.1: 1 to about 1.5: 1 and preferably about 0.2: 1 to about 1: 1. For example, the catalyst can comprise about 0.1% by weight of iron and about 0.4% by weight of cobalt or about 0.2% by weight of iron and about 0.2% by weight of cobalt .

Como entendido por aqueles versados na técnica, o teor de metais dos catalisadores pode ser controlado livremente dentro dos intervalos descritos neste documento (por exemplo, pelo ajuste da concentração e proporção relativa da(s) fonte(s) de metal(is) usada em um banho de deposição reativa em fase líquida).As understood by those skilled in the art, the metal content of catalysts can be freely controlled within the ranges described in this document (for example, by adjusting the concentration and relative proportion of the metal source (s) used in a reactive deposition bath in liquid phase).

II. Catalisadores Contendo um Primeiro e um Segundo MetaisII. Catalysts Containing First and Second Metals

Várias modalidades preferidas da presente invenção são 5 direcionadas para os catalisadores que compreendem e/ou são preparados a partir de um substrato poroso ou suporte tendo uma ou mais regiões de um primeiro metal em sua superfície, e um segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal. Em tais modalidades, o primeiro metal é selecionado para ter um eletropositividade maior do que a eletropositividade do segundo metal (ou seja, o primeiro metal é maior do que o segundo metal na série eletromotiva). A oxidação do primeiro metal fornece os elétrons para a redução dos segundos íons metálicos presentes no banho de deposição para, desse modo, depositar átomos do segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal. A oxidação do primeiro metal e a redução e deposição do segundo metal ocorrem substancialmente de forma simultânea e os átomos do segundo metal são depositados na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal pelo deslocamento dos íons do primeiro metal a partir de uma ou mais regiões no banho de deposição. A deposição de metal dessa maneira pode ser referida como espontânea ou deposição de destacamento redox. (Vide, por exemplo, a Patente U.S. n° 6.670.301 de Adzic et al. e as Patentes U.S. n°s 6.376.708, 6.706.662 e 7.329.778 de Morgenstern et al.). Preferencialmente, o primeiro metal de sacrifício é menos dispendioso do que o segundo metal.Several preferred embodiments of the present invention are directed to catalysts that comprise and / or are prepared from a porous substrate or support having one or more regions of a first metal on its surface, and a second metal on the surface of one or more regions of the first metal. In such modalities, the first metal is selected to have a greater electropositivity than the electropositivity of the second metal (that is, the first metal is greater than the second metal in the electromotive series). The oxidation of the first metal provides electrons to reduce the second metal ions present in the deposition bath, thereby depositing atoms of the second metal on the surface of one or more regions of the first metal. The oxidation of the first metal and the reduction and deposition of the second metal occur substantially simultaneously and the atoms of the second metal are deposited on the surface of one or more regions of the first metal by displacing the ions of the first metal from one or more regions in the deposition bath. The deposition of metal in this way can be referred to as spontaneous or deposition of redox detachment. (See, for example, U.S. Patent No. 6,670,301 to Adzic et al. And U.S. Patent Nos. 6,376,708, 6,706,662 and 7,329,778 to Morgenstern et al.). Preferably, the first sacrifice metal is less expensive than the second metal.

Conforme detalhado neste documento, a deposição do segundo metal peta destacamento da deposição é de preferência conduzida e controlada de uma maneira que fornece a deposição preferencial do segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal. Ou seja, o segundo metal é preferencialmente depositado na superfície da(s) região(ões) do primeiro metal pela deposição de destacamento sobre a deposição do segundo metal na superfície do suporte e/ou deposição do segundo metal na superfície do segundo metal já depositado.As detailed in this document, the deposition of the second metal by detaching the deposition is preferably conducted and controlled in a manner that provides preferential deposition of the second metal on the surface of one or more regions of the first metal. That is, the second metal is preferably deposited on the surface of the region (s) of the first metal by the deposition of detachment on the deposition of the second metal on the surface of the support and / or deposition of the second metal on the surface of the second metal already deposited .

Sem estar vinculado a uma teoria particular, acredita-se atualmente que a fonte de íons do segundo metal pode promover a deposição preferencial do segundo metal em uma ou mais regiões do primeiro metal. Mais particularmente, acredita-se atualmente que as fontes do segundo metal que fornecem os íons do segundo metal em números baixos de oxidação (por exemplo, +2) fornecem deposição do metal mais lenta, mais controlada em comparação com as fontes que fornecem íons de metais nobres com maiores números de oxidação (por exemplo, +4). Os íons do segundo metal com esses maiores números de oxidação são considerados ser mais facilmente reduzidos na presença de elétrons gerados pela oxidação do primeiro metal, que fornece uma força motriz maior para a deposição do segundo metal. Acredita-se que esta força motriz maior aumenta a taxa de deposição do segundo metal a qual, por sua vez, promove menos deposição de discriminação do segundo metal. Mais particularmente, acredita-se que a maior força motriz para a deposição dos íons do segundo metal promove a deposição de átomos do segundo metal no suporte e/ou sobre a superfície dos átomos do segundo metal já depositado. Assim, acredita-se atualmente que, na medida em que o estado de oxidação dos íons do segundo metal diminui, a deposição preferencial (por exemplo, seletiva) do metal nobre direcionada para uma ou mais regiões de primeiro metal pelo deslocamento de átomos do primeiro metal sobre a deposição no suporte de carbono e/ou átomos do segundo metal já depositados geralmente aumenta.Without being linked to a particular theory, it is currently believed that the ion source of the second metal can promote the preferential deposition of the second metal in one or more regions of the first metal. More particularly, it is currently believed that sources of the second metal that supply the ions of the second metal in low numbers of oxidation (eg +2) provide slower, more controlled deposition of the metal compared to sources that supply ions of noble metals with higher oxidation numbers (eg +4). The ions of the second metal with these higher oxidation numbers are considered to be more easily reduced in the presence of electrons generated by the oxidation of the first metal, which provides a greater driving force for the deposition of the second metal. This greater driving force is believed to increase the deposition rate of the second metal which, in turn, promotes less discrimination deposition of the second metal. More particularly, it is believed that the greatest driving force for the deposition of the ions of the second metal promotes the deposition of atoms of the second metal on the support and / or on the surface of the atoms of the second metal already deposited. Thus, it is currently believed that, as the oxidation state of the ions of the second metal decreases, the preferential deposition (for example, selective) of the noble metal directed to one or more regions of the first metal by the displacement of atoms of the first metal metal on the deposition on the carbon support and / or atoms of the second metal already deposited generally increases.

Além disso, atualmente acredita-se que a deposição de átomos do segundo metal que usam fontes que fornecem íons com números de oxidação relativamente baixos procede de uma maneira que geralmente reduz a complexidade do processo de deposição por deslocamento para promover a deposição preferencial desejada do segundo metal direcionada nas regiões do primeiro metal. Por exemplo, a deposição por deslocamento utilizando as fontes que fornecem íons do segundo metal em números de oxidação relativamente baixos procede rapidamente na ausência de um controle preciso da concentração da fonte do segundo metal e/ou tempo de deposição.In addition, it is currently believed that the deposition of atoms of the second metal using sources that supply ions with relatively low oxidation numbers proceeds in a manner that generally reduces the complexity of the displacement deposition process to promote the desired preferred deposition of the second metal directed in the regions of the first metal. For example, displacement deposition using sources that provide ions of the second metal at relatively low oxidation numbers proceeds quickly in the absence of precise control of the concentration of the source of the second metal and / or deposition time.

De acordo com a presente invenção, atualmente acredita-se que uma fração significativa, se não substancialmente todas, do segundo metal depositado pelo deslocamento controlado de um primeiro metal fornece domínios ou regiões na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal caracterizadas como compreendendo uma camada relativamente fina de átomos do segundo metal (por exemplo, não mais que cerca de 5 átomos de espessura, ou não mais que cerca de 3 átomos de espessura), ao invés de aglomerar para formar partículas contendo metal. Em certas modalidades preferidas, a preparação do catalisador pelo presente método pode fornecer uma monocamada próxima do segundo metal (por exemplo, uma camada de átomos do segundo metal de não mais do que cerca de 3 átomos de espessura, não mais do que cerca de 2 átomos de espessura, e de preferência de cerca de 1 cerca de 2 átomos de espessura).According to the present invention, it is currently believed that a significant, if not substantially all, fraction of the second metal deposited by the controlled displacement of a first metal provides domains or regions on the surface of one or more regions of the first metal characterized as comprising a relatively thin layer of atoms of the second metal (for example, no more than about 5 atoms in thickness, or no more than about 3 atoms in thickness), instead of agglomerating to form particles containing metal. In certain preferred embodiments, the preparation of the catalyst by the present method can provide a monolayer close to the second metal (for example, a layer of atoms of the second metal of no more than about 3 atoms in thickness, no more than about 2 atoms thick, and preferably about 1 to about 2 atoms thick).

Além disso, de acordo com a presente invenção, atualmente acredita-se que a deposição do segundo metal pelo deslocamento de átomos do primeiro metal de uma ou mais regiões do primeiro metal fornece uma estrutura (por exemplo, uma estrutura de precursor de catalisador) que, após tratamento térmico em elevadas temperaturas, fornece partículas de metal que incluem o segundo metal em uma forma que representa a utilização mais eficiente do segundo metal. Em várias modalidades, as partículas de metal são tipicamente ricas no primeiro metal (ou seja, contêm um excesso de átomos do primeiro metal sobre os átomos do segundo metal) e atualmente acredita-se que as partículas incluem uma ou mais ligas bimetálicas. Em contraste, os catalisadores contendo metais nobres convencionais tipicamente incluem partículas compreendendo um excesso atômico de átomos do metal nobre. Desta forma, acredita-se que as partículas ricas no primeiro de metal incluem o metal nobre (ou seja, segundo) de uma forma que representa uma proporção reduzida do metal nobre distribuído ao longo da partícula e, portanto, representa redução não exposta e, átomos de metais nobres não utilizados potencialmente em toda a estrutura da partícula. Mas um excesso de primeiro metal não é necessário para fornecer uma melhora na utilização do metal. No entanto, na medida em que a proporção do primeiro metal para o segundo metal é maior, melhorias na utilização segundo metal podem ser realizadas. Assim, várias modalidades da presente invenção contemplam a seleção de combinações do primeiro e do segundo metal, que são favoráveis à formação de ligas, que incluem pelo menos uma proporção atômica equivalente do primeiro metal (Mi) para o segundo metal (M2). Mais particularmente, em várias modalidades, há uma preferência para a seleção de combinações de primeiro e segundo metais que fornecem ligas bimetálicas do primeiro e segundo metais, MixM2y, em que a razão atômica de x:y é maior ou igual a 1. Além disso, de acordo com essas e várias outras modalidades preferidas, as partículas de metal incluem ligas bimetálicas em que a razão atômica de x:y é maior do que cerca de 2, ou maior do que cerca de 3. Por exemplo, no caso dos metais cobre e de platina como primeiro e segundo metais, respectivamente, as partículas de metal na superfície do suporte podem incluir CuPt e/ou ligas bimetálicas de Cu3Pt. A título de exemplo adicional, no caso do estanho e platina como primeiro e segundo metais, respectivamente, pelo menos algumas das partículas de metal podem incluir Pt2Sn3, PtSn2 e/ou ligas bimetálicas de PtSn4. No caso do ferro e platina como primeiro e segundo metais, respectivamente, as partículas metálicas na superfície do suporte podem incluir, por exemplo, Fe3Pt, FePt, Feo,75Pto,25.Furthermore, according to the present invention, it is currently believed that the deposition of the second metal by displacing atoms of the first metal from one or more regions of the first metal provides a structure (for example, a catalyst precursor structure) that , after heat treatment at high temperatures, provides metal particles that include the second metal in a form that represents the most efficient use of the second metal. In various embodiments, metal particles are typically rich in the first metal (that is, they contain an excess of atoms of the first metal over the atoms of the second metal) and the particles are currently believed to include one or more bimetallic alloys. In contrast, conventional noble metal containing catalysts typically include particles comprising an atomic excess of noble metal atoms. In this way, it is believed that the particles rich in the first metal include the noble metal (that is, the second) in a way that represents a reduced proportion of the noble metal distributed throughout the particle and therefore represents unexposed reduction and, noble metal atoms not potentially used throughout the particle structure. But an excess of first metal is not necessary to provide an improvement in the use of the metal. However, as the proportion of the first metal to the second metal is greater, improvements in the use of the second metal can be achieved. Thus, several embodiments of the present invention contemplate the selection of combinations of the first and the second metal, which are favorable to the formation of alloys, which include at least an equivalent atomic ratio of the first metal (Mi) to the second metal (M 2 ). More particularly, in various modalities, there is a preference for selecting combinations of first and second metals that provide bimetallic alloys of the first and second metals, Mi x M 2 y, where the atomic ratio of x: y is greater than or equal to 1. In addition, according to these and several other preferred embodiments, metal particles include bimetallic alloys where the atomic ratio of x: y is greater than about 2, or greater than about 3. For example, in the case of copper and platinum metals as first and second metals, respectively, the metal particles on the surface of the support may include CuPt and / or bimetallic Cu 3 Pt alloys. As an additional example, in the case of tin and platinum as first and second metals, respectively, at least some of the metal particles can include Pt 2 Sn 3 , PtSn 2 and / or bimetallic PtSn 4 alloys. In the case of iron and platinum as first and second metals, respectively, the metal particles on the surface of the support may include, for example, Fe 3 Pt, FePt, Feo, 75 Pto, 25.

Adieionalmente ou altemativamente, acredita-se atualmente também que pelo menos algumas das partículas do metal suportado produzidas mediante calcinação de uma estrutura de precursor de catalisador preparada pelo deslocamento por deposição de um metal nobre (ou seja, segundo) como detalhado aqui incluem uma camada relativamente fina ou casca compreendendo átomos do segundo metal (por exemplo, uma camada de átomos do segundo metal de não mais do que cerca de 3 átomos de espessura), pelo menos parcialmente em torno de um núcleo que compreende o primeiro metal. O núcleo geralmente compreende uma concentração relativamente elevada do primeiro metal (por exemplo, maior que cerca de 50 por cento de átomos). A combinação de um primeiro núcleo rico em metal e uma casca contendo o segundo metal fornece uma proporção reiativamente baixa do segundo metal não exposto e, portanto, oferece melhorias na área superficial do metal exposto por unidade de peso do metal. Acredita-se atualmente que as partículas que exibem um arranjo casca-núcleo podem em geral fornecer uma maior melhora na utilização do segundo metal sobre catalisadores convencionais suportados de metal nobre em relação as partículas, em geral, caracterizadas como ricas no primeiro metal (ou seja, um aumento maior na área superficial do segundo metal exposto por unidade de peso do segundo metal). Assim, na medida em que a fração de partículas do núcleo-casca na superfície do suporte aumenta, a utilização do metal no catalisador aumenta igualmente. Assim, em várias modalidades preferidas, o catalisador inclui uma fração predominante de partículas de metal exibindo um arranjo núcleo-casca. No entanto, deve ser observado que as melhorias na utilização de metais não deixam de ser fornecidas em virtude da presença de partículas de metal, em geral, ricas em teor do primeiro metal, independentemente da presença de partículas caracterizadas como exibindo um arranjo de núcleo-casca.Additionally or alternatively, it is also currently believed that at least some of the supported metal particles produced by calcining a catalyst precursor structure prepared by displacement by deposition of a noble metal (ie second) as detailed here include a relatively thin layer. thin or shell comprising atoms of the second metal (e.g., a layer of atoms of the second metal of no more than about 3 atoms in thickness), at least partially around a core comprising the first metal. The core generally comprises a relatively high concentration of the first metal (for example, greater than about 50 percent atoms). The combination of a first metal-rich core and a shell containing the second metal provides a relatively low proportion of the second unexposed metal and therefore offers improvements in the surface area of the exposed metal per unit weight of the metal. It is currently believed that particles that exhibit a shell-core arrangement can in general provide a greater improvement in the use of the second metal over conventional noble metal supported catalysts compared to particles, in general, characterized as being rich in the first metal (ie , a greater increase in the surface area of the second exposed metal per unit weight of the second metal). Thus, as the fraction of core-shell particles on the support surface increases, the use of the metal in the catalyst also increases. Thus, in various preferred embodiments, the catalyst includes a predominant fraction of metal particles exhibiting a core-shell arrangement. However, it should be noted that improvements in the use of metals are still provided due to the presence of metal particles, in general, rich in the content of the first metal, regardless of the presence of particles characterized as exhibiting a core- bark.

Deve-se observar que a referência a um substrato poroso tal como um suporte de carbono tendo o primeiro e o segundo metal depositados no mesmo (isto é, um primeiro e um segundo suporte contendo metal) como uma estrutura de precursor de catalisador não exclui a atividade catalítica destes suportes impregnados na ausência de tratamento térmico posterior. De fato, evidências experimentais indicam que o suporte impregnado com metal preparado desta maneira pode funcionar como catalisadores efetivos. Assim, em outra parte aqui (incluindo as reivindicações) os substratos porosos com um primeiro metal depositado nos mesmos (por exemplo, um suporte impregnado com o primeiro metal) são igualmente referidos como estruturas de precursor de catalisador. Mas em várias modalidades preferidas, o suporte impregnado com o primeiro e o segundo metal é aquecido a temperaturas elevadas para fornecer o catalisador (algumas vezes referido aqui como um catalisador finalizado).It should be noted that the reference to a porous substrate such as a carbon support having the first and the second metal deposited on it (ie, a first and a second support containing metal) as a catalyst precursor structure does not exclude the catalytic activity of these impregnated substrates in the absence of subsequent heat treatment. In fact, experimental evidence indicates that the support impregnated with metal prepared in this way can function as effective catalysts. Thus, elsewhere here (including the claims) porous substrates with a first metal deposited on them (for example, a support impregnated with the first metal) are also referred to as catalyst precursor structures. But in several preferred embodiments, the support impregnated with the first and the second metal is heated to elevated temperatures to provide the catalyst (sometimes referred to here as a finished catalyst).

Evidências experimentais indicam que os catalisadores (ou seja, tanto as estruturas de precursor de catalisador quanto os catalisadores finalizados), preparados como aqui detalhado utilizando um metal nobre e uma primeira camada de metal de sacrifício, são pelo menos tão ativos quanto o metal nobre convencional nos catalisadores de carbono em uma base de peso do metal por unidade. Sem estar vinculado a uma teoria particular, atualmente acredita-se que os sítios ou domínios ativos do segundo metal fornecidos pelo método da presente invenção fornecem um aumento da área superficial do catalisador por unidade de peso do metal em comparação com os catalisadores contendo metais convencionais, preparados através de métodos que não incluem a deposição por deslocamento do segundo metal em uma ou mais regiões de um primeiro metal de sacrifício.Experimental evidence indicates that catalysts (i.e., both catalyst precursor structures and finished catalysts), prepared as detailed here using a noble metal and a first sacrificial metal layer, are at least as active as conventional noble metal. on carbon catalysts on a metal weight basis per unit. Without being bound by a particular theory, it is currently believed that the active sites or domains of the second metal provided by the method of the present invention provide an increase in the surface area of the catalyst per unit weight of the metal compared to catalysts containing conventional metals, prepared by methods that do not include displacement deposition of the second metal in one or more regions of a first sacrifice metal.

Os catalisadores de carbono com metal nobre convencionais geralmente incluem partículas contendo metal nobre na superfície do suporte, formadas por aglomeração e/ou sinterização de átomos de metais nobres e/ou partículas contendo metal nobre. Esta aglomeração ocorre normalmente durante o tratamento térmico pós-deposição de um suporte impregnado com metal nobre em temperaturas relativamente elevadas. As partículas metálicas de catalisadores de metais nobres convencionais formadas pela aglomeração de metal depositado na superfície de um suporte, geralmente incluem o metal nobre distribuído ao longo de toda a partícula (por exemplo, as partículas apresentam um perfil de composição relativamente constante de metais nobres em toda concentração). A estabilidade das partículas (por exemplo, resistência às condições de reação sob desativação e/ou lixiviação) geralmente aumenta com o aumento do tamanho das partículas, mas a área superficial catalítica do metal exposto, por unidade de peso de metal tipicamente diminui em partículas maiores. Assim, apesar da estabilidade aumentada, uma abundância de partículas contendo metais nobres relativamente grandes e a menor área superficial de metal catalítico atendida por unidade de peso do metal representa o uso menos eficiente de metais. Vantajosamente, as partículas ricas no primeiro metal e/ou as partículas de metal que compreendem uma casca contendo metal nobre (ou seja, segundo) e um núcleo contendo o primeiro metal preparadas de acordo com as várias modalidades da presente invenção geralmente representam o uso mais eficiente do metal. Por exemplo, como observado, acredita-se que as partículas ricas no primeiro metal incluem o segundo metal em uma forma (por exemplo, uma liga bimetálica incluindo um excesso atômico do primeiro metal) que fornece uma proporção reduzida do segundo não metal exposto.Conventional noble metal carbon catalysts generally include particles containing noble metal on the support surface, formed by agglomerating and / or sintering noble metal atoms and / or particles containing noble metal. This agglomeration usually occurs during the post-deposition heat treatment of a support impregnated with noble metal at relatively high temperatures. The metal particles of conventional noble metal catalysts formed by the agglomeration of metal deposited on the surface of a support, generally include the noble metal distributed throughout the entire particle (for example, the particles have a relatively constant composition profile of noble metals in concentration). Particle stability (eg resistance to reaction conditions under deactivation and / or leaching) generally increases with increasing particle size, but the catalytic surface area of the exposed metal, per unit weight of metal, typically decreases in larger particles . Thus, despite the increased stability, an abundance of particles containing relatively large noble metals and the smaller surface area of catalytic metal served per unit weight of the metal represents less efficient use of metals. Advantageously, particles rich in the first metal and / or metal particles comprising a shell containing noble metal (i.e., second) and a core containing the first metal prepared according to the various embodiments of the present invention generally represent the most common use. efficient metal. For example, as noted, particles rich in the first metal are believed to include the second metal in a form (e.g., a bimetallic alloy including an atomic excess of the first metal) that provides a reduced proportion of the second non-exposed metal.

Adicionalmente ou alternativamente, e conforme detalhado em outra parte, partículas de metal mais estáveis maiores, de acordo com a presente invenção não estão associadas com uma diminuição inaceitável da área superficial efetiva do segundo do metal catalítico uma vez que um aumento no tamanho das partículas é geralmente associado a um aumento do tamanho do núcleo rico no primeiro metal. Por exemplo, evidências experimentais indicam a espessura relativamente constante da casca contendo o segundo metal em um intervalo de tamanhos de partículas. Assim, à medida que o tamanho de partículas aumenta, a fração (átomo e/ou peso) da partícula fornecida pelo núcleo rico no primeiro metal geralmente aumenta, enquanto que a fração de partículas fornecida pela casca contendo o segundo metal geralmente diminui. No entanto, a área superficial do segundo metal exposto aumenta com o aumento do tamanho de partícula. Por exemplo, em comparação com uma partícula incluindo um núcleo de 1 nm de diâmetro, na espessura constante da casca segunda metal, uma partícula incluindo um núcleo 10 nm de diâmetro, pode fornecer um aumento de até 100 vezes na área superficial da casca contendo o segundo metal exposto.Additionally or alternatively, and as detailed elsewhere, larger, more stable metal particles in accordance with the present invention are not associated with an unacceptable decrease in the effective surface area of the second catalytic metal since an increase in particle size is usually associated with an increase in the size of the rich core in the first metal. For example, experimental evidence indicates the relatively constant thickness of the shell containing the second metal in a range of particle sizes. Thus, as the particle size increases, the fraction (atom and / or weight) of the particle supplied by the core rich in the first metal generally increases, while the fraction of particles supplied by the shell containing the second metal generally decreases. However, the surface area of the second exposed metal increases with increasing particle size. For example, compared to a particle including a core 1 nm in diameter, in the constant thickness of the second metal shell, a particle including a core 10 nm in diameter, can provide up to a 100-fold increase in the surface area of the shell containing the second exposed metal.

Um mecanismo para desativação do metal nobre convencional nos catalisadores de carbono preparados pela deposição de metal nobre, na ausência de um metal de sacrifício envolve a superoxidação da platina como resultado do acúmulo de carga entre os sítios ativos compreendendo as partículas de átomos do metal nobre aglomerados. Acredita-se atualmente que as partículas contendo o metal em que uma casca contendo um segundo metal circunda pelo menos parcialmente um núcleo contendo o primeiro metal resulta na redução da superoxidação do catalisador. Desta maneira, a forma do catalisador fornece uma melhoria na atividade. No que diz respeito a uma estrutura de precursor de catalisador, atualmente acredita-se que a deposição preferencial do segundo metal pelo deslocamento do primeiro metal para formar domínios ou sítios ativos menos suscetíveis a aglomeração para formar partículas contendo metal em vez do metal depositado na ausência de um metal de sacrifício fornece maior dispersão da carga entre os sítios ativos e, portanto, a desativação do catalisador é reduzida pela superoxidação do metal.A mechanism for deactivating conventional noble metal in carbon catalysts prepared by the deposition of noble metal, in the absence of a sacrificial metal involves the superoxidation of platinum as a result of the accumulation of charge between the active sites comprising the particles of atoms of the noble metal clusters . It is currently believed that particles containing the metal in which a shell containing a second metal at least partially surrounds a core containing the first metal results in the reduction of superoxidation of the catalyst. In this way, the shape of the catalyst provides an improvement in activity. With respect to a catalyst precursor structure, it is currently believed that the preferred deposition of the second metal by displacing the first metal to form active domains or sites less susceptible to agglomeration to form particles containing metal rather than the metal deposited in the absence of a sacrificial metal provides greater dispersion of the charge between the active sites and therefore the deactivation of the catalyst is reduced by the superoxidation of the metal.

Deve-se observar que certo grau de aglomeração do segundo metal para formar partículas contendo basicamente o segundo metal pode ocorrer nos catalisadores contendo o primeiro e o segundo metal preparados de acordo com a presente invenção. No entanto, atualmente acredita-se que qualquer aglomeração ocorre em menor grau que as observadas nos catalisadores preparados sem um primeiro metal de sacrifício e, em qualquer caso, acredita-se que a aglomeração do segundo metal não ocorre em algum grau significativo que impeça a realização dos benefícios observados acima da utilização melhorada do metal.It should be noted that a certain degree of agglomeration of the second metal to form particles containing basically the second metal can occur in catalysts containing the first and the second metal prepared in accordance with the present invention. However, it is currently believed that any agglomeration occurs to a lesser extent than those observed in catalysts prepared without a first sacrifice metal and, in any case, it is believed that the agglomeration of the second metal does not occur to any significant degree that would prevent realization of the benefits observed above the improved use of the metal.

Também acredita-se atualmente que os métodos descritos acima, utilizando uma primeira camada de metal de sacrifício podem ser utilizados em conjunto com os métodos para o tratamento de substratos porosos detalhados em outra parte neste documento. Por exemplo, um primeiro metal pode ser depositado sobre um primeiro suporte poroso tratado de acordo com os métodos descritos neste documento (por exemplo, um substrato tendo um composto bloqueador de poros disposto e/ou preferencialmente mantido dentro de seus microporos), seguido pela deposição de um segundo metal para uma ou mais regiões do primeiro metal depositado. Desta forma, acredita-se atualmente que a deposição tanto de uma quanto de mais de uma região do primeiro metal, e posterior deposição do segundo metal nas mesmas é preferencialmente direcionada para o exterior do domínio de poro relativamente pequeno (por exemplo, microporo) do substrato, fornecendo assim vantajosa dispersão do primeiro e do segundo metais e contribuindo para um ou mais dos benefícios observados acima com relação à utilização do metal.It is also currently believed that the methods described above, using a first layer of sacrificial metal can be used in conjunction with the methods for treating porous substrates detailed elsewhere in this document. For example, a first metal can be deposited on a first porous support treated according to the methods described in this document (for example, a substrate having a pore blocking compound disposed and / or preferably kept within its micropores), followed by deposition from a second metal to one or more regions of the first deposited metal. Thus, it is currently believed that the deposition of both one and more than one region of the first metal, and later deposition of the second metal on them, is preferably directed towards the outside of the relatively small pore domain (for example, micropore) of the substrate, thus providing advantageous dispersion of the first and second metals and contributing to one or more of the benefits noted above with respect to the use of the metal.

A. Primeiro MetalA. First Metal

Nestas modalidades da presente invenção em que o catalisador ou precursor inclui uma ou mais regiões de um primeiro metal na superfície do suporte, o primeiro metal é geralmente selecionado do grupo consistindo em vanádio, tungstênio, molibdênio, ouro, ósmio, irídio, tântalo, paládio, rutênio, antimônio, bismuto, arsênico, mercúrio, prata, cobre, titânio, estanho, chumbo, germânio, zircônio, cério, níquel, cobalto, ferro, cromo, zinco, manganês, alumínio, berílio, magnésio, lítio, césio, bário e combinações dos mesmos. Em várias modalidades preferidas, o primeiro metal é selecionado do grupo consistindo em cobre, ferro, estanho, níquel, cobalto e combinações dos mesmos. Em várias outras modalidades preferidas, o primeiro metal compreende cobre, estanho, níquel ou uma combinação dos mesmos. Em várias outras modalidades preferidas, o primeiro metal é estanho ou o primeiro metal é cobre. Ainda em modalidades adicionais, o primeiro metal compreende cobalto, cobre, ferro e combinações dos mesmos. Em várias modalidades preferidas, o primeiro metal é o cobre. Em várias outras modalidades preferidas, o primeiro metal é o ferro. Em ainda mais modalidades preferidas, o primeiro metal é o cobalto.In these embodiments of the present invention where the catalyst or precursor includes one or more regions of a first metal on the support surface, the first metal is generally selected from the group consisting of vanadium, tungsten, molybdenum, gold, osmium, iridium, tantalum, palladium , ruthenium, antimony, bismuth, arsenic, mercury, silver, copper, titanium, tin, lead, germanium, zirconium, cerium, nickel, cobalt, iron, chromium, zinc, manganese, aluminum, beryllium, magnesium, lithium, cesium, barium and combinations thereof. In various preferred embodiments, the first metal is selected from the group consisting of copper, iron, tin, nickel, cobalt and combinations thereof. In several other preferred embodiments, the first metal comprises copper, tin, nickel or a combination thereof. In several other preferred embodiments, the first metal is tin or the first metal is copper. Still in additional modalities, the first metal comprises cobalt, copper, iron and combinations thereof. In several preferred embodiments, the first metal is copper. In several other preferred embodiments, the first metal is iron. In even more preferred embodiments, the first metal is cobalt.

Geralmente, o suporte é contatado com um banho de deposição que compreende íons do primeiro metal e um ou mais outros componentes para depositar o primeiro metal na superfície do suporte. Pelo menos dois eventos ocorrem durante a deposição do primeiro metal na superfície do suporte: (1) nucleação (ou seja, a deposição de átomos do primeiro metal na superfície do suporte) e (2) crescimento da partícula (ou seja, a aglomeração dos átomos do primeiro metal depositado). Como usado aqui, o termo região(ões) do primeiro metal refere-se a um grupo de átomos do primeiro metal aglomerados na superfície do suporte. Acredita-se atualmente que os tamanhos, ou as dimensões destas regiões (ou seja, a proporção de área superficial de suporte sobre o qual uma região do primeiro metal é depositada), pode impactar diretamente a eficácia/adequação do catalisador.Generally, the support is contacted with a deposition bath comprising ions of the first metal and one or more other components for depositing the first metal on the surface of the support. At least two events occur during the deposition of the first metal on the surface of the support: (1) nucleation (that is, the deposition of atoms of the first metal on the surface of the support) and (2) particle growth (that is, the agglomeration of atoms of the first deposited metal). As used herein, the term region (s) of the first metal refers to a group of atoms of the first metal agglomerated on the surface of the support. It is currently believed that the sizes, or dimensions of these regions (that is, the proportion of surface support area on which a region of the first metal is deposited), can directly impact the effectiveness / suitability of the catalyst.

Por exemplo, a proporção de deposição, ou sítios de troca de deposição do segundo metal diminui junto com a diminuição da dimensão da região do primeiro metal. Além disso, a resistência à lixiviação e/ou desativação sob condições de reação, geralmente diminui à medida que uma ou mais dimensões do tamanho da região do primeiro metal diminui. Assim, é preferível que as dimensões das regiões do primeiro metal sejam suficientemente resistentes à lixiviação dos metais e forneçam uma proporção suficiente de sítios para a deposição do segundo metal. Assim, uma ou mais condições de deposição do primeiro metal são preferencialmente controladas para fornecer um equilíbrio adequado entre a nucleação e a aglomeração (ou seja, crescimento de partículas) e, desse modo, fornecer as regiões do primeiro metal antes de dimensões adequadas que fornecem sítios de troca suficientes para depósito do segundo metal, são estáveis por si sós e, assim, promovem a deposição de domínios estáveis, ou regiões do segundo metal. Por exemplo, conforme detalhado em outra parte, os suportes contendo o primeiro e o segundo metal, de preferência, incluem um excesso do primeiro metal, o que contribui para fornecer o segundo metal em uma forma que promova a utilização mais eficiente de metais.For example, the deposition ratio, or deposition exchange sites of the second metal, decreases along with the decrease in the size of the region of the first metal. In addition, resistance to leaching and / or deactivation under reaction conditions generally decreases as one or more dimensions of the size of the region of the first metal decrease. Thus, it is preferable that the dimensions of the regions of the first metal are sufficiently resistant to leaching of the metals and provide a sufficient proportion of sites for the deposition of the second metal. Thus, one or more conditions of deposition of the first metal are preferably controlled to provide an appropriate balance between nucleation and agglomeration (i.e., particle growth) and thereby supply the regions of the first metal before suitable dimensions that provide sufficient exchange sites for depositing the second metal, are stable on their own and, thus, promote the deposition of stable domains, or regions of the second metal. For example, as detailed elsewhere, supports containing the first and second metal preferably include an excess of the first metal, which contributes to providing the second metal in a way that promotes the most efficient use of metals.

Além de alcançar um equilíbrio desejável entre a nucleação e a aglomeração, o sítio, ou dispersão de uma ou mais regiões do primeiro metal na superfície de suporte podem impactar a utilização do metal. Ou seja, as considerações observadas acima geralmente em relação à deposição de metal entre os poros relativamente pequenos geralmente se aplicam igualmente para a deposição de uma ou mais regiões do primeiro metal e considera-se atualmente que a dispersão destas regiões, entre os poros do substrato poroso, afeta o desempenho do catalisador. Assim, uma ou mais condições de deposição do primeiro metal são geralmente controladas e/ou selecionados para fornecer uma dispersão desejada das regiões do primeiro metal. Assim, em geral, as condições de deposição do primeiro metal, de preferência, promovem a deposição do primeiro metal na superfície de suporte para fornecer regiões do primeiro metal no suporte tendo uma ou mais dimensões que fornecem uma proporção adequada de sítios de troca para a deposição do segundo metal na superfície das regiões do primeiro metal. Mais particularmente, acredita-se atualmente que as dimensões das regiões do primeiro metal, de preferência, fornecem um excesso adequado do primeiro metal depositado com relação à proporção desejada do segundo metal a ser depositado. Por exemplo, conforme detalhado em outra parte, suportes tendo primeiro e segundo metais depositados nos mesmos, de acordo com a presente invenção, podem ser caracterizados por uma razão mínima de átomo do primeiro metal para o metal segundo.In addition to achieving a desirable balance between nucleation and agglomeration, the site, or dispersion of one or more regions of the first metal on the support surface can impact the use of the metal. That is, the considerations noted above generally in relation to the deposition of metal between relatively small pores generally apply equally to the deposition of one or more regions of the first metal and it is currently considered that the dispersion of these regions, between the pores of the substrate porous, affects the performance of the catalyst. Thus, one or more deposition conditions of the first metal are generally controlled and / or selected to provide a desired dispersion of the regions of the first metal. Thus, in general, the conditions for depositing the first metal preferably promote the deposition of the first metal on the support surface to provide regions of the first metal on the support having one or more dimensions that provide an adequate ratio of exchange sites to the deposition of the second metal on the surface of the regions of the first metal. More particularly, it is currently believed that the dimensions of the regions of the first metal preferably provide an adequate excess of the first deposited metal with respect to the desired proportion of the second metal to be deposited. For example, as detailed elsewhere, supports having first and second metals deposited thereon, according to the present invention, can be characterized by a minimum atom ratio of the first metal to the second metal.

1. Agentes de Coordenação/Bloqueadores de Poros1. Coordination Agents / Pore Blockers

Em várias modalidades preferidas, a deposição preferencial do primeiro metal fora dos poros relativamente pequenos (por exemplo, o domínio de microporos) do substrato pode ser promovida pela presença de um ou mais componentes do primeiro banho de deposição de metal. Mais particularmente, a dispersão de primeiro metal desta maneira pode ser promovida pela presença de um ou mais componentes do banho de deposição aqui referido como agente(s) de coordenação.In various preferred embodiments, the preferred deposition of the first metal outside the relatively small pores (e.g., the micropore domain) of the substrate can be promoted by the presence of one or more components of the first metal deposition bath. More particularly, the dispersion of first metal in this way can be promoted by the presence of one or more components of the deposition bath referred to herein as coordinating agent (s).

Acredita-se atualmente que um componente do primeiro banho de deposição de metal pode funcionar como um agente de coordenação, por formação de uma ou mais ligações de coordenação com o primeiro metal e que o composto de coordenação assim formado pode ser incapaz de entrar em certos poros relativamente pequenos do substrato, impedindo desse modo que o primeiro metal coordenado se deposite entre as porções da superfície do substrato. Deve ser entendido que a forma exata de qualquer ligação(ões) de coordenação entre o composto e o metal, ou a forma exata de coordenação de qualquer composto formado deste modo não é rigorosamente crítica. No entanto, atualmente acredita-se que um composto de coordenação de um modo geral, inclui uma associação ou ligação entre o primeiro íon metálico e um ou mais sítios de ligação de um ou mais ligantes. O número de coordenação de um íon metálico de um composto de coordenação corresponde geralmente ao número de outros átomos de ligação ligados ao mesmo. Os ligantes podem ser ligados ao íon do metal central por uma ou mais ligações covalentes coordenadas, em que os elétrons envolvidos nas ligações covalentes são fornecidos pelos ligantes (isto é, o íon de metal central pode ser considerado como um receptor de elétrons, e o ligante pode ser considerado como um doador de elétrons). Os átomos doadores típicos de ligantes incluem, por exemplo, oxigênio, nitrogênio, e enxofre. Os ligantes podem fornecer um ou mais sítios de ligação potenciais; os ligantes que oferecem duas, três, quatro, etc., sítios de ligação potenciais são denominados bidentados, tridentados, tetradentado, etc., respectivamente. Exatamente como um átomo central pode coordenarse com mais do que um ligante, um ligante com múltiplos átomos de doador pode ligar-se com mais do que um átomo central. Os compostos de coordenação incluindo um íon metálico ligado a dois ou mais sítios de ligação de um ligante particular são normalmente referidos como quelatos.It is currently believed that a component of the first metal deposition bath can function as a coordinating agent, by forming one or more coordination bonds with the first metal and that the coordination compound thus formed may be unable to enter certain relatively small pores of the substrate, thereby preventing the first coordinated metal from settling between portions of the substrate surface. It should be understood that the exact form of any coordination link (s) between the compound and the metal, or the exact form of coordination of any compound formed in this way is not strictly critical. However, it is currently believed that a coordinating compound generally includes an association or bond between the first metal ion and one or more binding sites of one or more ligands. The coordination number of a metal ion of a coordination compound generally corresponds to the number of other bonding atoms attached to it. The ligands can be attached to the central metal ion by one or more coordinated covalent bonds, where the electrons involved in the covalent bonds are supplied by the ligands (that is, the central metal ion can be considered as an electron receptor, and the ligand can be considered as an electron donor). Typical donor atoms for binders include, for example, oxygen, nitrogen, and sulfur. The linkers can provide one or more potential binding sites; the ligands that offer two, three, four, etc., potential binding sites are called bidentate, tridentate, tetradentate, etc., respectively. Just as a central atom can coordinate with more than one linker, a linker with multiple donor atoms can link with more than one central atom. Coordination compounds including a metal ion attached to two or more binding sites of a particular linker are commonly referred to as chelates.

Adicionalmente ou alternativamente, um agente de coordenação tal como aqui descrito pode promover a dispersão do primeiro metal, na superfície de suporte em virtude das ligações de coordenação entre o agente de coordenação e o metal a ser depositado retardar ou atrasar a redução de íons metálicos e a deposição de metal na superfície do suporte, enquanto promove a dispersão do primeiro metal sobre a superfície do suporte. A resistência de coordenação entre o agente de coordenação e o metal, em geral, influencia a eficácia do agente para promover a dispersão do primeiro metal sobre a superfície de suporte. A menos que a resistência de coordenação atinja um limiar mínimo, o efeito do agente na dispersão não será perceptível a qualquer grau significativo e o grau de coordenação que prevalece no banho de deposição terá solvatação em água essencialmente mimética. Na medida em que a resistência de coordenação entre o agente e o metal aumenta, uma maior concentração de agente de redução pode ser utilizada e/ou um agente redutor relativamente forte (por exemplo, hidreto de metal) pode ser incluído no banho de deposição para promover a redução do complexo de coordenação e/ou redução do primeiro metal e a deposição. O Agente de coordenação e/ou ligante(s) derivados do mesmo presente no banho de deposição podem efetivamente funcionar como um composto bloqueador de poros durante e/ou após a deposição do primeiro metal. Por exemplo, uma vez que a(s) ligação de coordenação entre o primeiro metal e o agente de coordenação é quebrada, o agente ou ligante(s) pode ser disposto dentro dos microporos do suporte.Additionally or alternatively, a coordinating agent as described herein can promote the dispersion of the first metal, on the support surface due to the coordination links between the coordinating agent and the metal to be deposited, to delay or delay the reduction of metal ions and the deposition of metal on the surface of the support, while promoting the dispersion of the first metal on the surface of the support. The coordination resistance between the coordinating agent and the metal, in general, influences the effectiveness of the agent in promoting the dispersion of the first metal on the support surface. Unless the coordination resistance reaches a minimum threshold, the effect of the agent on the dispersion will not be noticeable to any significant degree and the degree of coordination that prevails in the deposition bath will be essentially mimetic water solvation. As the co-ordination resistance between the agent and the metal increases, a higher concentration of reducing agent can be used and / or a relatively strong reducing agent (eg metal hydride) can be included in the deposition bath for promote the reduction of the coordination complex and / or reduction of the first metal and deposition. The Coordinating Agent and / or binder (s) derived from it present in the deposition bath can effectively function as a pore blocking compound during and / or after the deposition of the first metal. For example, once the coordination link (s) between the first metal and the coordinating agent is broken, the agent or binder (s) can be disposed within the micropores of the support.

De acordo com o precedente, a respeito dos componentes do banho deposição que pode funcionar como agentes de coordenação, nestas e várias outras modalidades preferidas, tais componentes do primeiro banho de deposição de metal pode promover a dispersão desejável de uma ou mais regiões do primeiro metal em virtude de uma função de bloqueio de poro. Ou seja, além de impedir a entrada do primeiro metal coordenado em certos poros do substrato, os componentes do primeiro banho de deposição de metal descritos como agentes de coordenação podem por si próprios ser depositados entre certos poros relativamente pequenos do substrato poroso, inibindo assim e, de preferência, substancialmente impedindo a deposição do primeiro metal no interior dos poros relativamente pequenos. Em geral, acredita-se que estes compostos funcionam como compostos bloqueadores de poros durante a deposição do primeiro metal e que a deposição preferencial do primeiro metal e o bloqueio dos poros podem ocorrer substancialmente simultaneamente, para fornecer um primeiro substrato impregnado de metal.According to the foregoing, with respect to the components of the deposition bath which can function as coordinating agents, in these and several other preferred embodiments, such components of the first metal deposition bath can promote the desirable dispersion of one or more regions of the first metal due to a pore blocking function. That is, in addition to preventing the entry of the first coordinated metal into certain pores of the substrate, the components of the first metal deposition bath described as coordinating agents can themselves be deposited between certain relatively small pores of the porous substrate, thereby inhibiting and preferably, substantially preventing the deposition of the first metal within the relatively small pores. In general, it is believed that these compounds function as pore blocking compounds during the deposition of the first metal and that the preferential deposition of the first metal and the pore blocking can occur substantially simultaneously, to provide a first metal impregnated substrate.

No entanto deve ser entendido que o tratamento de um substrato poroso de acordo com os métodos detalhados acima para dispor dentro e/ou introduzir um composto bloqueador de poros nos poros do substrato, seguindo-se a deposição de metal, fornece igualmente substratos adequados.However, it should be understood that the treatment of a porous substrate according to the methods detailed above to dispose of and / or introduce a pore blocking compound in the pores of the substrate, following the deposition of metal, also provides suitable substrates.

Uma variedade de compostos que funciona como agentes de coordenação e/ou compostos bloqueadores de poros pode ser incluída no primeiro banho de deposição de metal para fornecer um ou mais dos efeitos acima mencionados. De um modo geral, estes compostos são selecionados entre o grupo que consiste em vários açúcares, compostos contendo 5 - ou 6- membros de anel (por exemplo, 1,3- e 1,4-cicloexanos dissubstituídos), polióis, sais de rochelle, ácidos, aminas, citratos e combinações dos mesmos. Por exemplo, o composto pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em sacarose, sorbitol, manitol, xilitol, sais de rochelle (tartarato de sódio e potássio), ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), ácido nhidroxietiletilenodiaminotetracetico (HEDTA), ácido nitrilotriacético (NTA), N, Ν,Ν',Ν'-tetraquis (2- hidroxipropil) etilenodiamina, e combinações dos mesmos.A variety of compounds that function as coordination agents and / or pore blocking compounds can be included in the first metal deposition bath to provide one or more of the effects mentioned above. In general, these compounds are selected from the group consisting of various sugars, compounds containing 5 - or 6 ring members (eg, disubstituted 1,3- and 1,4-cyclohexanes), polyols, rochelle salts , acids, amines, citrates and combinations thereof. For example, the compound can be selected from the group consisting of sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, rochelle salts (sodium and potassium tartrate), ethylene diaminetetraacetic acid (EDTA), nhydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid (HEDTA), nitrilotriacetic acid (NTA ), N, Ν, Ν ', Ν'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, and combinations thereof.

Deve ser observado que os efeitos vantajosos fornecidos pela presença destes compostos aqui referidos como agentes de coordenação ou bloqueadores de poro são baseados, em parte, em evidência experimental. Apesar de acreditar-se atualmente que um ou mais destes compostos fornecem qualquer ou ambas as funções de bloqueio dos poros e de coordenação, deve ser entendido que a presente invenção não é dependente de qualquer uma ou de ambas as teorias e não necessita de um ou mais compostos que forneçam qualquer uma ou ambas destas funções.It should be noted that the advantageous effects provided by the presence of these compounds referred to herein as coordination agents or pore blockers are based, in part, on experimental evidence. Although it is currently believed that one or more of these compounds provide either or both of the pore blocking and coordination functions, it should be understood that the present invention is not dependent on either or both theories and does not require one or more compounds that provide either or both of these functions.

Em várias modalidades preferidas (por exemplo, aquelas em que o primeiro metal é cobre ou ferro), o banho de deposição compreende sacarose que acredita-se que funciona como um agente de coordenação e/ou composto bloqueador de poros. Além destes efeitos, de acordo com a discussão anterior, a sua presença pode oferecer outras vantagens. Por exemplo, como detalhado aqui em outra parte, a primeira deposição de metal pode prosseguir mais rapidamente em pH mais elevado. O efeito de coordenação de sacarose permite a deposição do primeiro metal a um pH mais elevado, uma vez que o efeito de coordenação reduz o risco de precipitação excessiva do primeiro de metal em pH mais elevado.In various preferred embodiments (for example, those in which the first metal is copper or iron), the deposition bath comprises sucrose which is believed to function as a coordinating agent and / or pore blocking compound. In addition to these effects, according to the previous discussion, your presence can offer other advantages. For example, as detailed here elsewhere, the first metal deposition can proceed more quickly at a higher pH. The sucrose coordination effect allows the deposition of the first metal at a higher pH, since the coordination effect reduces the risk of excessive precipitation of the first metal at a higher pH.

Geralmente, o agente de coordenação/bloqueador de poros, ou uma combinação de agentes/bloqueadores, está presente no primeiro banho de deposição de metal a uma concentração de pelo menos cerca de 10 g/l, pelo menos cerca de 20 g/l, ou pelo menos cerca de 30 g/L. Preferencíalmente, este componente do primeiro banho de deposição de metal está presente em uma concentração de cerca de 10 g/l a cerca de 115 g/l, de cerca de 25 g/l a cerca de 100 g/l, ou de cerca de 40 g/l a cerca de 85 g/l. Adicionalmente, de acordo com estas e várias outras modalidades preferidas, a razão em peso de agente de coordenação para o primeiro metal no banho de deposição é geralmente de pelo menos cerca de 3:1, tipicamente de pelo menos cerca de 5:1 e, mais tipicamente, de pelo menos cerca de 8:1. Por exemplo, geralmente a razão em peso de agente de coordenação para o primeiro metal no banho de deposição é geralmente de cerca de 3:1 até cerca de 20:1, tipicamente entre cerca de 5:1 até cerca de 15:1 e, mais tipicamente, entre cerca de 8:1 e cerca de 12:1.Generally, the coordinating agent / pore blocker, or a combination of agents / blockers, is present in the first metal deposition bath at a concentration of at least about 10 g / l, at least about 20 g / l, or at least about 30 g / L. Preferably, this component of the first metal deposition bath is present in a concentration of about 10 g / l to about 115 g / l, about 25 g / l to about 100 g / l, or about 40 g / about 85 g / l. In addition, according to these and several other preferred embodiments, the weight ratio of coordinating agent to the first metal in the deposition bath is generally at least about 3: 1, typically at least about 5: 1 and, more typically, at least about 8: 1. For example, generally the weight ratio of coordinating agent to the first metal in the deposition bath is generally about 3: 1 to about 20: 1, typically between about 5: 1 to about 15: 1 and, more typically, between about 8: 1 and about 12: 1.

2. Plaqueamento autocatalítico do Primeiro Metal2. Autocatalytic plating of the First Metal

Geralmente e de acordo com o anterior, a deposição do primeiro metal na superfície do suporte pode ser conduzida de acordo com métodos convencionais conhecidos na técnica. Assim, tipicamente, a deposição do primeiro metal é conduzida por plaqueamento autocatalítico, em que o suporte é posto em contato com um banho de deposição compreendendo de um modo geral uma fonte do primeiro metal na ausência de uma tensão aplicada externamente. O banho de deposição compreende geralmente um agente de redução que reduz os íons do primeiro metal para formar átomos de metal que são depositados na superfície do suporte.Generally and in accordance with the foregoing, the deposition of the first metal on the surface of the support can be conducted according to conventional methods known in the art. Thus, typically, the deposition of the first metal is conducted by autocatalytic plating, in which the support is brought into contact with a deposition bath generally comprising a source of the first metal in the absence of an externally applied stress. The deposition bath generally comprises a reducing agent that reduces the ions of the first metal to form metal atoms that are deposited on the surface of the support.

Geralmente, a origem do primeiro metal é um primeiro sal de metal, incluindo, por exemplo, sulfatos do primeiro metal, nitratos do primeiro metal, cloretos do primeiro metal, tartaratos do primeiro metal, fosfatos do primeiro metal e combinações dos mesmos. A concentração do primeiro metal no banho de deposição é geralmente selecionada tendo em vista o teor do primeiro metal desejado. Normalmente, a fonte do primeiro metal está presente no banho de deposição em uma concentração de pelo menos cerca de 0,25 g/L, pelo menos cerca de 1 g/L, pelo menos cerca de 2,5 g/L, ou pelo menos cerca de 4 g/L. Por exemplo, a fonte do primeiro metal pode estar presente no banho de deposição em uma concentração de cerca de 1 a cerca de 20 g/L, de cerca de 2,5 a cerca de 12,5 g/L, ou de cerca de 4 a cerca de 10 g/L.Generally, the origin of the first metal is a first metal salt, including, for example, sulfates of the first metal, nitrates of the first metal, chlorides of the first metal, tartrates of the first metal, phosphates of the first metal and combinations thereof. The concentration of the first metal in the deposition bath is generally selected in view of the content of the first desired metal. Typically, the source of the first metal is present in the deposition bath at a concentration of at least about 0.25 g / L, at least about 1 g / L, at least about 2.5 g / L, or at least least about 4 g / L. For example, the source of the first metal may be present in the deposition bath at a concentration of about 1 to about 20 g / L, about 2.5 to about 12.5 g / L, or about 4 to about 10 g / L.

3. Deposição de Cobre3. Copper deposition

A discussão que se segue centra-se na deposição de cobre como o primeiro metal sobre um suporte de carbono poroso. No entanto, conforme detalhado em outra parte aqui, deve-se entender que a presente invenção contempla igualmente a deposição de primeiros metais diferentes de cobre em suportes de carbono, e a deposição de cobre e de outros primeiros metais em suportes diferentes de carbono.The discussion that follows focuses on the deposition of copper as the first metal on a porous carbon support. However, as detailed elsewhere here, it is to be understood that the present invention also contemplates the deposition of first metals other than copper on carbon supports, and the deposition of copper and other first metals on different carbon supports.

(A) Fontes de Cobre(A) Copper Sources

As fontes de íons de cobre adequadas para uso nos métodos da presente invenção incluem sais de cobre, tais como o nitrato, sulfato, cloreto, acetato, oxalato e sais de formato e de cobre e combinações dos mesmos. Os sais contendo cobre no estado bivalente (ou seja, Cu (II)) são geralmente preferidos, incluindo, por exemplo, sulfato de cobre.Sources of copper ions suitable for use in the methods of the present invention include copper salts, such as nitrate, sulfate, chloride, acetate, oxalate and format and copper salts and combinations thereof. Salts containing copper in the bivalent state (i.e., Cu (II)) are generally preferred, including, for example, copper sulfate.

(B) Carregamento de Cobre no Banho de Deposição(B) Loading Copper in the Deposit Bath

O carregamento do primeiro de metal no banho de deposição pode afetar a qualidade (por exemplo, resistência à lixiviação) e/ou adequação (por exemplo, a dispersão do primeiro metal sobre uma porção suficiente da superfície de suporte) da deposição do primeiro metal. Mais particularmente, acredita-se atualmente que as proporções relativas do primeiro metal e do suporte impactam a deposição do primeiro metal. A aglomeração, ou crescimento de partículas e as dimensões das regiões resultantes do primeiro metal podem aumentar com o aumento da carga de cobre. Como observado acima, as dimensões das regiões do primeiro metal são preferencialmente controladas para promover um equilíbrio adequado entre a dispersão e a estabilidade do primeiro e do segundo metal. Assim, a concentração de cobre no banho de deposição atende aos limites acima observados e/ou está dentro dos valores acima observados.The loading of the first metal into the deposition bath can affect the quality (e.g., resistance to leaching) and / or suitability (e.g., the dispersion of the first metal over a sufficient portion of the support surface) of the deposition of the first metal. More particularly, it is currently believed that the relative proportions of the first metal and the support impact the deposition of the first metal. The agglomeration, or particle growth, and the dimensions of the regions resulting from the first metal may increase with increasing copper load. As noted above, the dimensions of the regions of the first metal are preferably controlled to promote an appropriate balance between dispersion and stability of the first and the second metal. Thus, the copper concentration in the deposition bath meets the limits observed above and / or is within the values observed above.

Por exemplo, geralmente o cobre está presente no primeiro banho de deposição de metal em uma concentração de pelo menos cerca de 0,25 g/L, mais geralmente, pelo menos cerca de 1 g/L, ainda mais geralmente, pelo menos cerca de 2 g/L, e ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 3 g/L (por exemplo, pelo menos cerca de 5 g/L). Preferencialmente, o cobre está presente no primeiro banho de deposição de metal em uma concentração de cerca de 0,25 a cerca de 15 g/L, mais preferencialmente de cerca de 1 a 12 g/L e, mais preferencialmente ainda, de cerca de 2 a cerca de 10 g/L.For example, copper is generally present in the first metal deposition bath at a concentration of at least about 0.25 g / L, more generally, at least about 1 g / L, still more generally, at least about 2 g / L, and even more typically at least about 3 g / L (e.g., at least about 5 g / L). Preferably, copper is present in the first metal deposition bath at a concentration of about 0.25 to about 15 g / L, more preferably about 1 to 12 g / L and, most preferably, about 2 to about 10 g / L.

(C) Agentes Redutores(C) Reducing Agents

Os agentes redutores adequados incluem aqueles geralmente conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, hipofosfito de sódio (NaH2PO2), formaldeído (CH2O) e outros aldeídos, o ácido fórmico (HCOOH), sais de ácido fórmico, sais de boroidreto (por exemplo, boroidreto de sódio (NaBH4)), sais de boroidreto substituídos (por exemplo, triacetoxiborohidreto de sódio (Na(CH3CO2)3BH)), alcóxidos de sódio, H2NNH2 (hidrazina) e etileno glicol. Em várias modalidades preferidas, o formaldeído é o agente redutor preferido. Para a deposição de cobre em banhos de deposição não aquosos, o hidrogênio gasoso é muitas vezes o agente redutor preferido, uma vez que geralmente é facilmente solúvel em solventes orgânicos.Suitable reducing agents include those generally known in the art, including, for example, sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ), formaldehyde (CH 2 O) and other aldehydes, formic acid (HCOOH), formic acid salts, salts of borohydride (eg sodium borohydride (NaBH 4 )), substituted borohydride salts (eg sodium triacetoxyborohydride (Na (CH 3 CO 2 ) 3 BH)), sodium alkoxides, H 2 NNH 2 (hydrazine) and ethylene glycol. In several preferred embodiments, formaldehyde is the preferred reducing agent. For copper deposition in non-aqueous deposition baths, hydrogen gas is often the preferred reducing agent, as it is usually easily soluble in organic solvents.

A forma de adição do agente redutor para o banho de deposição não é estritamente crítica, mas em várias modalidades o agente redutor é adicionado em uma taxa relativamente lenta (por exemplo, durante um período de cerca de 5 minutos a 3 horas, ou durante um período de cerca de 15 minutos a cerca de 1 hora) para uma pasta fluida do suporte e primeiro metal em água ou um álcool e sob uma atmosfera inerte (por exemplo, N2). Se o agente redutor é em vez disso primeiramente adicionado ao sal de cobre, de preferência, ele pode ser adicionado a uma solução que contém o sal de cobre e também um agente de coordenação (por exemplo, quelante). A presença do quelante inibe a redução de íons cobre antes da solução de sal de cobre ser combinada com o suporte e que, conforme detalhado neste documento, pode da mesma forma promover a deposição vantajosa do primeiro metal em toda a superfície do suporte.The way of adding the reducing agent to the deposition bath is not strictly critical, but in several embodiments the reducing agent is added at a relatively slow rate (for example, over a period of about 5 minutes to 3 hours, or over a period of about 15 minutes to about 1 hour) for a slurry of the support and first metal in water or an alcohol and under an inert atmosphere (for example, N 2 ). If the reducing agent is firstly added to the copper salt, preferably it can be added to a solution containing the copper salt and also a coordinating agent (for example, a chelator). The presence of the chelator inhibits the reduction of copper ions before the copper salt solution is combined with the support and which, as detailed in this document, can likewise promote the beneficial deposition of the first metal on the entire surface of the support.

Normalmente, no caso do formaldeído como agente redutor, o agente redutor está presente no primeiro banho de deposição de metal em uma concentração de pelo menos cerca de 1 g/L, mais tipicamente pelo menos, cerca de 2 g/L e ainda mais tipicamente, pelo menos cerca de 5 g/L. Por exemplo, no caso do formaldeído como agente redutor, de preferência, o formaldeído está presente no banho de deposição em uma concentração de cerca de 1 a cerca de 20 g/L, mais preferencialmente de cerca de 2 a cerca de 15 g/L e, mais ainda preferencialmente, de cerca de 5 a cerca de 10 g/L.Typically, in the case of formaldehyde as a reducing agent, the reducing agent is present in the first metal deposition bath at a concentration of at least about 1 g / L, more typically at least about 2 g / L and even more typically at least about 5 g / L. For example, in the case of formaldehyde as a reducing agent, formaldehyde is preferably present in the deposition bath at a concentration of about 1 to about 20 g / L, more preferably about 2 to about 15 g / L and, even more preferably, from about 5 to about 10 g / L.

Adicionalmente ou alternativamente, no caso de um agente de redução de formaldeído, o formaldeído e, em geral, o primeiro metal (por exemplo, cobre) estão presentes no banho de deposição em uma razão de peso de formaldeído para o primeiro metal de pelo menos cerca de 0,5:1 e, tipicamente, na pelo menos cerca de 1:1. Por exemplo, em várias modalidades, a razão de peso de formaldeído para o primeiro metal no banho de deposição é de cerca de 0,5:1 para cerca de 5:1, de cerca de 1:1 a cerca de 3:1, ou de cerca de 1:1 a cerca de 2:1.In addition or alternatively, in the case of a formaldehyde reducing agent, formaldehyde and, in general, the first metal (eg copper) are present in the deposition bath in a weight ratio of formaldehyde to the first metal of at least about 0.5: 1 and typically at least about 1: 1. For example, in various embodiments, the weight ratio of formaldehyde to the first metal in the deposition bath is about 0.5: 1 to about 5: 1, from about 1: 1 to about 3: 1, or from about 1: 1 to about 2: 1.

(D) Temperatura(D) Temperature

A temperatura do banho de deposição pode afetar a nucleação e aglomeração (por exemplo, o crescimento de partículas) que ocorrem durante a deposição de primeiro metal. Por exemplo, nucleação (ou seja, a deposição de metal) e a aglomeração, em geral, aumentam com o aumento da temperatura do banho de deposição.The temperature of the deposition bath can affect the nucleation and agglomeration (for example, the growth of particles) that occur during the deposition of the first metal. For example, nucleation (that is, metal deposition) and agglomeration, in general, increase with increasing temperature of the deposition bath.

Assim, de preferência a temperatura do banho de deposição não atinge um nível que promove a aglomeração de metal e/ou de lixiviação de metal sob condições de reação a um grau indesejável. A redução da temperatura do banho de plaqueamento, em geral, suprime a nucleação para um grau maior de aglomeração. Assim, a temperatura do banho de plaqueamento de preferência é suficientemente alta para que a nucleação não seja retardada a um grau inaceitável. De acordo com a presente invenção, atualmente acredita-se que os primeiros banhos de deposição do metal com uma temperatura de cerca de 5°C a cerca de 60°C em geral, respondem a estas preocupações e fornecem a deposição adequada do primeiro metal. Preferencialmente, a temperatura do primeiro banho de deposição de metal é de cerca de 10°C a cerca de 50°C, mais preferencialmente, a temperatura do primeiro banho de metal de deposição é de cerca de 20°C a cerca de 45°C. Deve-se notar que a referência à temperatura do primeiro banho de deposição de metal pode referir-se à temperatura do banho antes e/ou durante o contato do banho de deposição e do suporte.Thus, preferably the temperature of the deposition bath does not reach a level that promotes metal agglomeration and / or metal leaching under reaction conditions to an undesirable degree. Reducing the temperature of the plating bath generally suppresses nucleation to a greater degree of agglomeration. Thus, the temperature of the plating bath is preferably high enough that the nucleation is not delayed to an unacceptable degree. According to the present invention, it is currently believed that the first metal deposition baths with a temperature of about 5 ° C to about 60 ° C in general, answer these concerns and provide adequate deposition of the first metal. Preferably, the temperature of the first metal deposition bath is about 10 ° C to about 50 ° C, more preferably, the temperature of the first metal deposition bath is about 20 ° C to about 45 ° C . It should be noted that the reference to the temperature of the first metal deposition bath can refer to the temperature of the bath before and / or during contact of the deposition bath and the support.

(E) Agitação(E) Agitation

De preferência, o primeiro banho de deposição de metal é agitado para promover a dispersão do primeiro metal sobre a superfície do suporte. A agitação pode também promover a difusão do agente redutor ao longo do suporte. Evidências experimentais indicam que a agitação suficiente pode contribuir para a melhoria da atividade catalítica. No entanto, a agitação excessiva do banho de deposição pode causar dispersão de cobre em um grau que fornece regiões de primeiro metal que podem ser menos resistentes à lixiviação do que as regiões menos dispersas. Por exemplo, a dispersão indesejavelmente alta pode resultar na deposição de uma porção do primeiro metal dentro de poros relativamente pequenos do suporte que é menos propensa a aglomeração para formar regiões do primeiro metal, em geral, resistentes à lixiviação.Preferably, the first metal deposition bath is agitated to promote dispersion of the first metal on the surface of the support. Agitation can also promote the diffusion of the reducing agent throughout the support. Experimental evidence indicates that sufficient agitation can contribute to the improvement of catalytic activity. However, excessive agitation of the deposition bath can cause copper dispersion to a degree that provides regions of first metal that may be less resistant to leaching than less dispersed regions. For example, the undesirably high dispersion may result in the deposition of a portion of the first metal within relatively small pores of the support that is less prone to agglomeration to form regions of the first metal, which are generally resistant to leaching.

Além disso, atualmente acredita-se que o tipo de agitador pode afetar a deposição do primeiro metal. Evidências experimentais indicam que o primeiro metal (cobre), pode se depositar na superfície do agitador resultando na deposição reduzida do primeiro metal para o suporte de carbono e, portanto, sítios reduzidos para a deposição do segundo metal. Por exemplo, o primeiro metal pode se depositar na superfície de agitadores que incluem ou são feitos de metal (por exemplo, agitadores metálicos revestidos). Assim, em diversas modalidades preferidas, o agitador é constituído por materiais que geralmente impedem e, de preferência, impedem completamente substancialmente a deposição do primeiro metal na superfície do agitador. Por exemplo, o agitador pode ser construído, de preferência, de vidro ou de vários outros materiais que, preferencialmente, evitam a deposição do primeiro metal na superfície do agitador.In addition, it is currently believed that the type of agitator can affect the deposition of the first metal. Experimental evidence indicates that the first metal (copper), can be deposited on the surface of the agitator resulting in reduced deposition of the first metal to the carbon support and, therefore, reduced sites for deposition of the second metal. For example, the first metal can settle on the surface of stirrers that include or are made of metal (for example, coated metal stirrers). Thus, in several preferred embodiments, the agitator consists of materials that generally prevent and, preferably, completely substantially prevent the deposition of the first metal on the surface of the agitator. For example, the stirrer may be constructed, preferably, of glass or of various other materials which, preferably, prevent the deposition of the first metal on the surface of the stirrer.

(F) pH de Deposição(F) Deposition pH

A deposição de cobre é geralmente mais eficaz em pH mais alto (por exemplo, maior do que cerca de 8, maior do que cerca de 9 ou maior que cerca de 10). De fato, à medida que o pH do banho de deposição aumenta, a deposição de cobre através da redução e precipitação sobre o suporte pode proceder a uma taxa que pode dificultar a dispersão suficiente do primeiro metal sobre a superfície de suporte. Além dos benefícios mencionados acima, acredita-se atualmente que a presença de um agente de coordenação como a sacarose retarda a precipitação de cobre em pH alto e, assim, promover a dispersão suficiente do metal sobre a superfície do suporte. Formação de um complexo de coordenação entre o primeiro metal e um agente de coordenação é geralmente intensificada em níveis de pH observados acima. No entanto, em certos níveis do pH do banho de deposição pode impactar negativamente o processo de solvatação dos íons do primeiro metal e a deposição e a redução do primeiro metal. Assim, em várias modalidades preferidas no qual um agente de coordenação está presente no banho de deposição, o pH do banho de deposição é de cerca de 8 a cerca de 13, ou cerca de 9 a cerca de 12.Copper deposition is generally more effective at a higher pH (for example, greater than about 8, greater than about 9 or greater than about 10). In fact, as the pH of the deposition bath increases, the deposition of copper through reduction and precipitation on the support can proceed at a rate that can make it difficult to sufficiently disperse the first metal on the support surface. In addition to the benefits mentioned above, it is currently believed that the presence of a coordinating agent such as sucrose slows down the precipitation of copper at a high pH and thus promotes sufficient dispersion of the metal on the surface of the support. Formation of a coordination complex between the first metal and a coordinating agent is usually enhanced at the pH levels noted above. However, at certain levels of the pH of the deposition bath it can negatively impact the process of solvation of the ions of the first metal and the deposition and reduction of the first metal. Thus, in various preferred embodiments in which a coordinating agent is present in the deposition bath, the pH of the deposition bath is about 8 to about 13, or about 9 to about 12.

4. Deposição de Ferro4. Iron deposition

Em várias modalidades preferidas, o primeiro metal é o ferro. Geralmente, a deposição de ferro na superfície do suporte pode ser conduzida de acordo com os métodos convencionais conhecidos na técnica (por exemplo, o plaqueamento autocatalítico). Assim, a deposição de ferro normalmente é conduzida por um processo que compreende o contato do suporte com um banho de deposição compreendendo uma fonte do primeiro metal, na ausência de uma tensão aplicada externamente. Por exemplo, o ferro pode ser depositado através da deposição autocatalítica, em geral, utilizando métodos conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, aqueles descritos na Patente U.S. n° 6,417,133 e por Wan et al. na publicação internacional n° WO 2006/031938. Em várias modalidades, conforme detalhado abaixo, o banho de deposição compreende um agente redutor, que reduz os íons do primeiro metal que são depositados na superfície do suporte.In several preferred embodiments, the first metal is iron. Generally, the deposition of iron on the surface of the support can be conducted according to conventional methods known in the art (for example, autocatalytic plating). Thus, the deposition of iron is normally conducted by a process that comprises contacting the support with a deposition bath comprising a source of the first metal, in the absence of an externally applied tension. For example, iron can be deposited through autocatalytic deposition, in general, using methods known in the art, including, for example, those described in U.S. Patent No. 6,417,133 and by Wan et al. in international publication No. WO 2006/031938. In several modalities, as detailed below, the deposition bath comprises a reducing agent, which reduces the ions of the first metal that are deposited on the surface of the support.

(A) Fontes de Ferro(A) Iron Sources

Apropriadas fontes de ferro incluem sais de ferro, como o nitrato, sulfato, cloreto, acetato, oxalato e sais de formato, e combinações dos mesmos. Em várias modalidades preferidas, a fonte de ferro compreende cloreto de ferro (ou seja, FeCb), sulfato de ferro (ou seja, Fe2(SO4)3), ou uma combinação dos mesmos.Appropriate sources of iron include iron salts, such as nitrate, sulfate, chloride, acetate, oxalate and format salts, and combinations thereof. In several preferred embodiments, the iron source comprises iron chloride (i.e., FeCb), iron sulfate (i.e., Fe 2 (SO 4 ) 3), or a combination thereof.

A concentração da fonte de ferro no banho de deposição não é restritamente crítica e é geralmente selecionada tendo em vista o teor de metais desejados e/ou a composição da fonte. Muitas vezes, a fonte de ferro está presente no banho de deposição em uma concentração de pelo menos cerca de 5 g/L e mais tipicamente de cerca de 5 a cerca de 20 g/L. Em várias modalidades, a proporção total da fonte de ferro é introduzida no banho de deposição antes, durante ou depois da adição do suporte de carbono para o banho de deposição e/ou para o vaso com banho de deposição. Adicionalmente ou alternativamente, (incluindo, como descrito nos exemplos de trabalho), a fonte de ferro pode ser medida, ou bombeada para o banho de deposição e/ou um vaso contendo o suporte de carbono. A este respeito, é preciso entender que além a adição medida de fonte de ferro é controlada para fornecer a deposição de uma proporção adequada de ferro na superfície de suporte, independentemente da concentração de fonte de ferro no banho de deposição em qualquer ponto(s) durante deposição de ferro.The concentration of the iron source in the deposition bath is not strictly critical and is generally selected in view of the desired metal content and / or the composition of the source. Often, the iron source is present in the deposition bath at a concentration of at least about 5 g / L and more typically from about 5 to about 20 g / L. In various embodiments, the total proportion of the iron source is introduced into the deposition bath before, during or after the addition of the carbon support to the deposition bath and / or to the vessel with the deposition bath. Additionally or alternatively, (including, as described in the working examples), the iron source can be measured, or pumped into the deposition bath and / or a vessel containing the carbon support. In this regard, it is necessary to understand that in addition the metered addition of iron source is controlled to provide the deposition of an adequate proportion of iron on the support surface, regardless of the concentration of iron source in the deposition bath at any point (s) during iron deposition.

(B) Carregamento de Ferro no Banho de Deposição(B) Loading Iron in the Deposit Bath

Tal como acontece com outros primeiros metais (por exemplo, cobre, como descrito acima), a carga de ferro no banho de deposição pode afetar a qualidade e/ou a dispersão de deposição de ferro sobre uma porção suficiente da superfície de suporte. A concentração de ferro no banho de deposição é geralmente controlada para abordar estas preocupações e outras (por exemplo, a aglomeração do primeiro metal). Por exemplo, normalmente o ferro está presente no primeiro banho de deposição de metal em uma concentração de pelo menos cerca de 2 g/L, mais tipicamente, pelo menos cerca de 3 g/L e, ainda mais tipicamente, pelo menos cerca de 4 g/L. Preferencialmente, o ferro está presente no banho de deposição em uma concentração de cerca de 2 a cerca de 8 g/L, mais preferencialmente de cerca de 3 e 6 g/L e, mais preferencialmente ainda, de cerca de 4 a cerca de 5 g/L.As with other first metals (e.g. copper, as described above), the iron load in the deposition bath can affect the quality and / or dispersion of iron deposition over a sufficient portion of the support surface. The concentration of iron in the deposition bath is generally controlled to address these concerns and others (for example, the agglomeration of the first metal). For example, iron is normally present in the first metal deposition bath at a concentration of at least about 2 g / L, more typically, at least about 3 g / L and, even more typically, at least about 4 g / L. Preferably, the iron is present in the deposition bath at a concentration of about 2 to about 8 g / L, more preferably about 3 and 6 g / L and, most preferably, about 4 to about 5 g / L.

(C) Agentes Redutores(C) Reducing Agents

Para fornecer uma força motriz para a deposição de um segundo metal no mesmo, de preferência de ferro é depositado em um estado pelo menos parcialmente reduzido, por exemplo, como Fe2+ e/ou seu estado totalmente reduzido como Fe°. Assim, em várias modalidades, o primeiro banho de deposição de metal de ferro compreende um agente redutor. Qualquer agente redutor é geralmente utilizado nas condições estabelecidas acima em relação à deposição de cobre (por exemplo, a concentração de agente redutor, etc.) agentes redutores adequados incluem hipofosfito de sódio (NaH2PO2), formaldeído (CH2O), ácido fórmico (HCOOH), sais de ácido fórmico, boroidreto de sódio (NaBH4), triacetoxiborohidreto de sódio (Na(CH3CO2)3BH)), alcóxidos sódio, hidrazina (H2NNH2) e etileno glicol. Em vista da maior eletropositividade de ferro em comparação com o cobre, agentes redutores mais fortes para a primeira deposição de metal de ferro podem ser preferidos em relação aos preferenciais para a primeira deposição de metal de cobre. Assim, em diversas modalidades preferidas o agente redutor é boroidreto de sódio ou etileno glicol.In order to provide a driving force for the deposition of a second metal on it, iron is preferably deposited in an at least partially reduced state, for example, as Fe 2+ and / or its totally reduced state as Fe °. Thus, in various embodiments, the first iron metal deposition bath comprises a reducing agent. Any reducing agent is generally used under the conditions set out above with respect to copper deposition (eg, reducing agent concentration, etc.). Suitable reducing agents include sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ), formaldehyde (CH 2 O), formic acid (HCOOH), formic acid salts, sodium borohydride (NaBH 4 ), sodium triacetoxyborohydride (Na (CH 3 CO 2 ) 3BH)), sodium alkoxides, hydrazine (H 2 NNH 2 ) and ethylene glycol. In view of the greater electropositivity of iron compared to copper, stronger reducing agents for the first deposition of iron metal may be preferred over those preferred for the first deposition of copper metal. Thus, in several preferred embodiments, the reducing agent is sodium borohydride or ethylene glycol.

Nestas modalidades em que o agente redutor é boroidreto de sódio e/ou etileno glicol, a razão molar do agente redutor de ferro depositado é geralmente pelo menos 1, normalmente, pelo menos cerca de 2, e mais geralmente pelo menos cerca de 3. Normalmente, em conformidade com estas modalidades, a razão molar de boroidreto de sódio para o ferro depositado é de cerca de 1 a cerca de 5 e, mais geralmente, a partir de 2 até cerca de 4.In these embodiments where the reducing agent is sodium borohydride and / or ethylene glycol, the molar ratio of the deposited iron reducing agent is generally at least 1, usually at least about 2, and more generally at least about 3. Usually , in accordance with these modalities, the molar ratio of sodium borohydride to the deposited iron is from about 1 to about 5 and, more generally, from 2 to about 4.

(D) Temperatura(D) Temperature

Como acontece com a deposição de cobre, a temperatura do banho de deposição afeta a nucleação de ferro e a aglomeração. Geralmente, a temperatura do banho de deposição é suficiente para fornecer nucleação adequada e aglomeração, mas de preferência não em um nível que promove a aglomeração primeiro metal a um nível indesejado. Geralmente, as temperaturas do banho de deposição de ferro que variam de cerca de 5°C a 60°C podem ser utilizado para fornecer catalisadores adequados. Muitas vezes, a temperatura do banho de deposição de ferro está acima das condições ambiente a fim de fornecer nucleação suficiente e, mais particularmente, a dispersão adequada do primeiro metal sobre a superfície de suporte. Assim, normalmente a temperatura do banho de deposição de ferro é de cerca de 25°C a cerca de 60°C e, mais geralmente, de cerca de 25°C a cerca de 45°C.As with copper deposition, the temperature of the deposition bath affects iron nucleation and agglomeration. Generally, the temperature of the deposition bath is sufficient to provide adequate nucleation and agglomeration, but preferably not at a level that promotes the first metal agglomeration to an undesired level. Generally, iron deposition bath temperatures ranging from about 5 ° C to 60 ° C can be used to provide suitable catalysts. The temperature of the iron deposition bath is often above ambient conditions in order to provide sufficient nucleation and, more particularly, the proper dispersion of the first metal on the support surface. Thus, normally the temperature of the iron deposition bath is from about 25 ° C to about 60 ° C and, more generally, from about 25 ° C to about 45 ° C.

(E) Agitação(E) Agitation

O primeiro banho de deposição de metal com ferro é normalmente agitado para promover a dispersão de ferro sobre a superfície do suporte. Tal como em deposições de cobre, a agitação pode também promover a difusão do agente redutor todo o suporte. Qualquer agitação durante a deposição do primeiro metal em geral é realizada de acordo com a descrição acima em relação à deposição de cobre.The first metal-to-iron deposition bath is usually agitated to promote dispersion of iron over the surface of the support. As in copper depositions, agitation can also promote the diffusion of the reducing agent throughout the support. Any agitation during the deposition of the first metal is generally carried out according to the above description in relation to copper deposition.

(F) pH de Deposição(F) Deposition pH

Como com a deposição de cobre, deposição de ferro geralmente procede mais facilmente com o aumento do pH de deposição. Assim, normalmente o pH de deposição de ferro é de pelo menos cerca de 8, pelo menos cerca de 9, ou pelo menos cerca de 10. Também como com a deposição de ferro, acredita-se atualmente que a presença de um agente de coordenação (por exemplo, sacarose) retarda a precipitação de ferro em pH alto e, assim, promove a dispersão suficiente do metal sobre a superfície do suporte. Como se observa, a formação de um complexo de coordenação entre o primeiro metal e um agente de coordenação é geralmente intensificado nos níveis de pH a acima referidos. Mas em certos níveis de pH, o pH do banho de deposição pode impactar negativamente a solvatação ou íons de ferro e a redução e deposição do primeiro metal. Assim, em diversas modalidades preferidas o pH do banho de deposição de ferro é de cerca de 8 a cerca de 13, ou cerca de 9 a cerca de 12.As with copper deposition, iron deposition generally proceeds more easily with increasing deposition pH. Thus, normally the pH of iron deposition is at least about 8, at least about 9, or at least about 10. Also as with iron deposition, it is currently believed that the presence of a coordinating agent (eg sucrose) slows down the precipitation of iron at a high pH and thus promotes sufficient dispersion of the metal on the surface of the support. As noted, the formation of a coordination complex between the first metal and a coordinating agent is generally enhanced at the above-mentioned pH levels. But at certain pH levels, the pH of the deposition bath can negatively impact solvation or iron ions and the reduction and deposition of the first metal. Thus, in several preferred embodiments, the pH of the iron deposition bath is about 8 to about 13, or about 9 to about 12.

5. Atmosfera de Deposição do Primeiro Metal5. First Metal Deposition Atmosphere

Independentemente das condições precisas de deposição do primeiro metal e da dispersão do primeiro metal depositado na superfície do suporte, a oxidação do primeiro metal depositado pode reduzir a proporção de sítios de troca do primeiro metal disponível para a segunda deposição do metal. Assim, em várias modalidades preferidas, o primeiro metal é depositado sobre o suporte, na presença de um ambiente não oxidante (por exemplo, uma atmosfera de nitrogênio). Adicionalmente ou alternativamente, água e/ou outros componentes de banho de deposição são desgaseificados para remover oxigênio dissolvido usando métodos conhecidos para aqueles versados na técnica.Regardless of the precise conditions for the deposition of the first metal and the dispersion of the first metal deposited on the surface of the support, oxidation of the first deposited metal can reduce the proportion of exchange sites for the first metal available for the second metal deposition. Thus, in various preferred embodiments, the first metal is deposited on the support, in the presence of a non-oxidizing environment (for example, a nitrogen atmosphere). Additionally or alternatively, water and / or other deposition bath components are degassed to remove dissolved oxygen using methods known to those skilled in the art.

B, Segundo MetalB, Second Metal

Os catalisadores contendo metais nobres convencionais são geralmente preparados pela deposição de um metal nobre na superfície de um suporte, normalmente um suporte de carbono poroso. A aglomeração de partículas em metais nobres, reduzindo assim a área superficial catalítica exposta dos metais, tem sido observada com estes métodos. Em particular, uma abundância de partículas contendo metais relativamente grandes pode representar o uso ineficiente do metal em virtude dessas partículas fornecerem uma área superficial catalítica exposta relativamente baixa por unidade do metal.Conventional noble metal catalysts are generally prepared by depositing a noble metal on the surface of a support, usually a porous carbon support. The agglomeration of particles in noble metals, thus reducing the exposed catalytic surface area of the metals, has been observed with these methods. In particular, an abundance of particles containing relatively large metals may represent the inefficient use of the metal because these particles provide a relatively low exposed catalytic surface area per unit of the metal.

De acordo com várias modalidades da presente invenção, os catalisadores contendo metais nobres são preparados por um método no qual o metal nobre é depositado de uma forma que aumenta a área superficial catalítica do metal exposta por unidade de peso do metal. Mais particularmente, o metal nobre é depositado na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal pelo deslocamento do primeiro metal a partir das regiões. Acredita-se atualmente que a deposição do metal nobre, usando um primeiro metal de sacrifício, resulta em aglomeração de metal nobre reduzida. Por exemplo, como observado em outra parte aqui, a deposição do metal nobre desta forma fornece uma estrutura de precursor de catalisador na qual o metal nobre depositado na superfície de uma ou mais regiões de um primeiro metal é menos propenso a aglomeração que os metais nobres depositados diretamente na superfície de um suporte poroso. Acredita-se atualmente ainda que, após o tratamento térmico de suportes tendo metal nobre depositado nos mesmos desta forma, as partículas de metal são formadas de modo que fornecem uso melhorado do metal nobre (segundo) (por exemplo, uma área superficial catalítica do metal exposto maior por unidade de peso de metal).According to various embodiments of the present invention, catalysts containing noble metals are prepared by a method in which the noble metal is deposited in a way that increases the catalytic surface area of the metal exposed per unit weight of the metal. More particularly, the noble metal is deposited on the surface of one or more regions of the first metal by displacing the first metal from the regions. It is currently believed that the deposition of the noble metal, using a first sacrifice metal, results in reduced noble metal agglomeration. For example, as noted elsewhere here, deposition of the noble metal in this way provides a catalyst precursor structure in which the noble metal deposited on the surface of one or more regions of a first metal is less prone to agglomeration than noble metals deposited directly on the surface of a porous support. It is currently believed that, after the heat treatment of supports having noble metal deposited in them in this way, the metal particles are formed in such a way as to provide improved use of the noble metal (second) (for example, a catalytic surface area of the metal exposed per unit weight of metal).

Geralmente, o segundo metal é depositado sobre um primeiro suporte impregnado com metal pelo contato do suporte impregnado com metal e um segundo banho de deposição de metal. Mais particularmente, o segundo metal é geralmente depositado por deposição autocatalítica em que o primeiro suporte impregnado com metal e o segundo banho deposição de metal são contatados na ausência de uma tensão aplicada externamente.Generally, the second metal is deposited on a first metal-impregnated support by contacting the metal-impregnated support and a second metal deposition bath. More particularly, the second metal is generally deposited by autocatalytic deposition in which the first metal impregnated support and the second metal deposition bath are contacted in the absence of an externally applied tension.

Como observado, em várias modalidades, o segundo metal é um metal nobre. Normalmente, o metal nobre é selecionado do grupo que consiste em platina, paládio, rutênio, ródio, irídio, prata, ósmio, ouro, e combinações dos mesmos. Em várias modalidades preferidas, o metal nobre compreende platina. Em ainda outras modalidades preferidas, o metal nobre compreende mais do que um metal (por exemplo, platina e paládio ou platina e ouro).As noted, in several modalities, the second metal is a noble metal. Typically, the noble metal is selected from the group consisting of platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium, silver, osmium, gold, and combinations thereof. In various preferred embodiments, the noble metal comprises platinum. In still other preferred embodiments, the noble metal comprises more than one metal (for example, platinum and palladium or platinum and gold).

A discussão que segue centra-se na deposição de platina como o segundo metal, mas é preciso entender que a presente invenção contempla igualmente a utilização de qualquer um ou todos os metais nobres acima citados como o segundo metal. Além disso, a adequação de uma combinação de metais para uso na deposição por deslocamento de um segundo metal em uma ou mais regiões de um primeiro metal, em geral, depende das suas eletropositividades relativas. Assim, a presente invenção não se limita a deposição de metais nobres como o segundo metal. Por exemplo, dois metais designados como candidatos a primeiros metais em outra parte deste documento podem fornecer os primeiro e segundo metais, contanto que suas eletropositividades relativas permitem a deposição por deslocamento do segundo metal em uma ou mais regiões do primeiro metal.The discussion that follows focuses on the deposition of platinum as the second metal, but it must be understood that the present invention also contemplates the use of any or all of the noble metals mentioned above as the second metal. In addition, the suitability of a combination of metals for use in displacement deposition of a second metal in one or more regions of a first metal, in general, depends on their relative electropositivity. Thus, the present invention is not limited to the deposition of noble metals such as the second metal. For example, two metals designated as candidates for first metals elsewhere in this document may supply the first and second metals, as long as their relative electropositivity allows displacement deposition of the second metal in one or more regions of the first metal.

As fontes adequadas de platina incluem aquelas geralmente conhecidas na técnica para uso na deposição em fase líquida de platina e incluem, por exemplo, H2PtCI4, H2PtCI6, K2PtCI4, Na2PtCI6 e combinações dos mesmos. Assim, em várias modalidades preferidas, o segundo banho de deposição de metal compreende uma fonte de platina, incluindo um sal de platina compreendendo a platina em um estado de oxidação de +2 e/ou +4. Como observado, em várias modalidades preferidas a fonte de platina fornece íons de platina exibindo um estado de oxidação do +2. No entanto, é preciso entender que os catalisadores eficazes podem ser preparados utilizando as fontes de platina que fornecem íons de platina com outros estados de oxidação (por exemplo, +4), e as fontes de platina que fornecem íons de platina que compreendem os íons de platina exibindo estados de oxidação diferente de +2. Da mesma forma, as fontes de metais nobres diferentes de fontes de platina e do segundo metal, em geral, que fornecem íons metálicos em estados de oxidação mais baixos são também preferidos. Por exemplo, atualmente acredita-se que o paládio fornecido por Na2PdCl4 e PdCI2 pode ser utilizado para preparar catalisador ativo compreendendo paládio como o segundo metal.Suitable sources of platinum include those generally known in the art for use in liquid platinum deposition and include, for example, H 2 PtCI 4 , H 2 PtCI 6 , K 2 PtCI 4 , Na 2 PtCI 6 and combinations thereof. Thus, in various preferred embodiments, the second metal deposition bath comprises a source of platinum, including a platinum salt comprising platinum in an oxidation state of +2 and / or +4. As noted, in several preferred embodiments the source of platinum provides platinum ions exhibiting a +2 oxidation state. However, it must be understood that effective catalysts can be prepared using platinum sources that provide platinum ions with other oxidation states (eg +4), and platinum sources that provide platinum ions that comprise ions platinum exhibiting oxidation states other than +2. Likewise, noble metal sources other than platinum and second metal sources, in general, which provide metal ions in lower oxidation states are also preferred. For example, it is currently believed that the palladium supplied by Na 2 PdCl4 and PdCI 2 can be used to prepare an active catalyst comprising palladium as the second metal.

Geralmente, a fonte de platina está presente no segundo banho de deposição de metal em uma proporção que fornece uma concentração molar de íons do segundo metal menor do que a concentração de íons do primeiro metal no primeiro banho do metal de deposição. Normalmente, a razão molar de íons cobre no primeiro banho de metal para íons de metal nobre no segundo banho de deposição de metal é maior que 1, mais tipicamente e pelo menos cerca de 2 e, ainda mais tipicamente, pelo menos cerca de 3 (por exemplo, pelo menos cerca de 5). Em várias modalidades preferidas, a razão molar de íons cobre no primeiro banho de deposição de metal para a de íons de metais nobres no segundo banho de deposição de metal nobre é geralmente maior do que 1 a cerca de 20, mais tipicamente cerca de 2 a cerca de 15, ainda mais tipicamente cerca de 3 a cerca de 10 e, mais geralmente, a partir de cerca de 5 a cerca de 7,5.Generally, the platinum source is present in the second metal deposition bath in a proportion that provides a lower molar concentration of ions of the second metal than the ion concentration of the first metal in the first deposition metal bath. Typically, the molar ratio of copper ions in the first metal bath to noble metal ions in the second metal deposition bath is greater than 1, more typically and at least about 2, and even more typically, at least about 3 ( for example, at least about 5). In various preferred embodiments, the molar ratio of copper ions in the first metal deposition bath to that of noble metal ions in the second noble metal deposition bath is generally greater than 1 to about 20, more typically about 2 to about 15, even more typically about 3 to about 10, and more generally, from about 5 to about 7.5.

Geralmente, o primeiro suporte impregnado com metal não é submetido a temperaturas elevadas antes do contato com o segundo banho de deposição de metal. Ou seja, a estrutura do precursor do catalisador não é preferencialmente submetida a temperaturas que promovem a formação de partículas contendo metal (por exemplo, por meio da aglomeração de partículas do primeiro metal). Por exemplo, o suporte impregnado com o primeiro e o segundo metal é geralmente submetido a temperaturas não superiores a cerca de 200°C, não mais que cerca de 150°C e, de preferência, não mais que cerca de 120°C antes do contato com o segundo banho de deposição de metal.Generally, the first metal impregnated support is not subjected to high temperatures prior to contact with the second metal deposition bath. That is, the structure of the catalyst precursor is preferably not subjected to temperatures that promote the formation of particles containing metal (for example, by agglomerating particles of the first metal). For example, the support impregnated with the first and the second metal is generally subjected to temperatures not exceeding about 200 ° C, no more than about 150 ° C and, preferably, no more than about 120 ° C before the contact with the second metal deposition bath.

Normalmente, o suporte impregnado com metal e o segundo banho de deposição de metal são contatados com uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C, normalmente pelo menos cerca de 10°C e, mais geralmente pelo menos cerca de 15°C. De preferência, o primeiro suporte impregnado com metal e o segundo banho de deposição de metal são contatados, a uma temperatura de cerca de 10°C a cerca de 60°C, de cerca de 20°C a cerca de 50°C, ou de cerca de 25°C a cerca de 45°C.Usually, the metal impregnated support and the second metal deposition bath are contacted with a temperature of at least about 5 ° C, usually at least about 10 ° C and, more generally at least about 15 ° C. Preferably, the first metal impregnated support and the second metal deposition bath are contacted, at a temperature of about 10 ° C to about 60 ° C, from about 20 ° C to about 50 ° C, or from about 25 ° C to about 45 ° C.

Muitas vezes, o segundo banho de deposição de metal tem um pH menor que o pH do primeiro banho de deposição de metal e é de cerca de 1 a 12 ou a partir de cerca de 1,5 a cerca de 10. De acordo com as várias modalidades, o pH do banho de deposição é de cerca de 2 a cerca de 7 ou de cerca de 3 a cerca de 5. Tais condições de pH foram observadas ser adequadas para a deposição de um metal nobre (segundo) em uma ou mais regiões do primeiro metal de cobre. Em várias modalidades preferidas, o primeiro metal é o ferro. Em comparação com o cobre, o ferro pode ser mais facilmente lixiviado da superfície do suporte na medida em que o pH do banho de deposição diminui. Assim, de acordo com as modalidades em que o primeiro metal é o ferro, o pH do banho de deposição de metal nobre (segundo) é normalmente de cerca de 4 a cerca de 9, e de preferência de cerca de 5 a cerca de 8 (por exemplo, cerca de 7).Often, the second metal deposition bath has a pH lower than the pH of the first metal deposition bath and is about 1 to 12 or from about 1.5 to about 10. According to the In various embodiments, the pH of the deposition bath is about 2 to about 7 or about 3 to about 5. Such pH conditions have been found to be suitable for the deposition of a noble metal (second) in one or more regions of the first copper metal. In several preferred embodiments, the first metal is iron. In comparison with copper, iron can be more easily leached from the support surface as the pH of the deposition bath decreases. Thus, according to the modalities in which the first metal is iron, the pH of the noble metal deposition bath (second) is usually about 4 to about 9, and preferably about 5 to about 8 (for example, about 7).

Como observado acima, de preferência o primeiro metal é depositado em um ambiente que evita a oxidação do primeiro metal depositado que pode reduzir a proporção de sítios de troca do primeiro metal disponível para a deposição segundo metal. Da mesma forma, em várias modalidades preferidas, o segundo metal é também depositado sobre o suporte impregnado com primeiro metal em um ambiente não oxidante (por exemplo, uma atmosfera de nitrogênio) para evitar a oxidação do primeiro e do segundo metal depositados.As noted above, preferably the first metal is deposited in an environment that prevents oxidation of the first deposited metal which can reduce the proportion of exchange sites for the first metal available for deposition of the second metal. Likewise, in various preferred embodiments, the second metal is also deposited on the substrate impregnated with the first metal in a non-oxidizing environment (for example, a nitrogen atmosphere) to prevent oxidation of the first and second deposited metals.

C. Suporte Impregnado com o Primeiro e o Segundo metalC. Support Impregnated with the First and Second Metal

Como observado, de preferência, o primeiro metal depositado na superfície de suporte oferece sítios de troca adequados para a deposição do segundo metal na superfície de uma ou mais regiões do primeiro metal e, mais particularmente, um excesso de sítios de troca para a deposição do segundo metal. Assim, normalmente a razão de átomos do primeiro metal para o segundo metal do suporte impregnado com o primeiro e o segundo metal (ou seja, a estrutura do precursor do catalisador) é pelo menos cerca de 1,5, mais geralmente pelo menos cerca de 2 e, ainda mais geralmente pelo menos cerca de 3 (por exemplo, pelo menos cerca de 4 ou pelo menos cerca de 5). Preferencialmente, a razão de átomos do primeiro metal para o segundo metal do suporte impregnado com o primeiro e o segundo metal é de cerca de 1,5 a cerca de 15, mais preferencialmente de cerca de 2 a cerca de 15, ainda mais preferencialmente de cerca de 3 a cerca de 10 e, mais ainda mais preferencialmente de cerca de 4 a cerca de 8.As noted, preferably, the first metal deposited on the support surface offers suitable exchange sites for the deposition of the second metal on the surface of one or more regions of the first metal and, more particularly, an excess of exchange sites for the deposition of the second metal. Thus, normally the ratio of atoms of the first metal to the second support metal impregnated with the first and the second metal (i.e., the structure of the catalyst precursor) is at least about 1.5, more generally at least about 2, and even more generally at least about 3 (for example, at least about 4 or at least about 5). Preferably, the ratio of atoms of the first metal to the second support metal impregnated with the first and the second metal is from about 1.5 to about 15, more preferably from about 2 to about 15, even more preferably from about 3 to about 10, and even more preferably about 4 to about 8.

Como se observa, o tratamento térmico do suporte impregnado fornece partículas do contendo o primeiro metal e o metal nobre (segundo) na superfície do suporte, incluindo o metal nobre (segundo) em uma forma que possibilita a utilização vantajosa do metal. Acredita-se que um excesso de átomos do primeiro metal para átomos do segundo metal sobre o suporte impregnado resulta na formação de tais partículas. Por exemplo, o excesso de átomos do primeiro metal para o segundo metal no suporte impregnado fornece partículas ricas de primeiro metal que incluem uma proporção relativamente baixa de metal nobre não exposto (segundo) ao longo das partículas (por exemplo, uma liga bimetálica tendo um excesso de átomos do primeiro metal).As noted, the heat treatment of the impregnated support provides particles of the containing the first metal and the noble metal (second) on the surface of the support, including the noble metal (second) in a form that allows the advantageous use of the metal. An excess of atoms of the first metal to atoms of the second metal on the impregnated support is believed to result in the formation of such particles. For example, the excess of atoms from the first metal to the second metal in the impregnated support provides rich particles of first metal that include a relatively low proportion of unexposed noble metal (second) throughout the particles (for example, a bimetallic alloy having a excess of atoms of the first metal).

Adieionalmente ou alternativamente, e como geralmente representado na figura 2, o tratamento térmico do suporte impregnado com o primeiro e o segundo metal pode formar partículas de metal compreendendo um núcleo e uma casca, pelo menos circundando parcialmente o núcleo. Acredita-se atualmente que a composição do núcleo e da casca indica melhorias na utilização de metais e, mais particularmente, melhorias na utilização do segundo metal (por exemplo, metal nobre). Por exemplo, o núcleo dessas partículas é geralmente rico no primeiro metal, fornecendo assim uma proporção relativamente baixa do segundo metal não exposto ao longo das partículas.Additionally or alternatively, and as generally shown in Figure 2, the heat treatment of the support impregnated with the first and the second metal can form metal particles comprising a core and a shell, at least partially surrounding the core. It is currently believed that the composition of the core and shell indicates improvements in the use of metals and, more particularly, improvements in the use of the second metal (for example, noble metal). For example, the core of these particles is generally rich in the first metal, thus providing a relatively low proportion of the second unexposed metal throughout the particles.

Na medida em que a razão de átomos do primeiro metal para o segundo metal aumenta de precursor do catalisador, na medida em que o primeiro núcleo rico em metais, a extensão na qual o núcleo rico no primeiro metal é circundado pela casca contendo o segundo metal pode diminuir. Por exemplo, um excesso relativamente elevado de sítios de troca do primeiro metal para deposição do segundo metal pode resultar em uma porção de sítios de troca que não participa da deposição por deslocamento do metal nobre (segundo). Essas partículas podem ser preparadas a partir de precursores de catalisadores em que a razão do átomo é próxima ou acima do limite superior observado acima das razões de átomos do primeiro metal para o segundo metal (por exemplo, cerca de 10 ou superior). Embora menos preferido, deve ser entendido que uma diminuição no grau em que o núcleo é circundado por uma casca contendo o segundo metal não necessariamente indica uma falta de utilização do segundo metal melhorado. Estas partículas podem ainda assim fornecer utilização do metal melhorado à base, por exemplo, de um núcleo rico no primeiro metal que fornece uma proporção relativamente baixa de metal nobre (segundo) potencialmente não utilizado, não exposto. No entanto, atualmente acredita-se que a estrutura das partículas pode se deslocar em direção a uma cobertura aumentada do núcleo rico no primeiro metal pela casca contendo o segundo metal. Mais particularmente, esse desvio na forma de partículas pode compreender a lixiviação do primeiro metal a partir de partículas de metal na superfície de suporte durante o uso do catalisador em reações de fase líquida. O segundo metal pode, da mesma forma, ser removido ou lixiviado das partículas, mas atualmente acredita-se que o primeiro metal é removido a partir das partículas em um grau maior do que o segundo metal. Assim, as abordagens mais preferidas da razão de átomos do primeiro metal para o segundo metal variam e atualmente acredita-se que, como resultado dessa remoção, a estrutura das partículas se desvia para uma cobertura mais preferida (ou seja, mais extenso) do núcleo rico no primeiro metal pela casca contendo o segundo metais. Após um período de uso, a lixiviação do primeiro metal a partir de partículas do metal sobre a superfície do suporte geralmente diminui. Após esse período de uso, atualmente acredita-se que os catalisadores compreendendo partículas tendo uma razão mais preferida de átomos do primeiro metal para átomos do segundo metal com o desvio satisfatório na estrutura, em seguida apresentam características de desempenho comparáveis aos catalisadores preparados usando as razões mais preferidas de átomos do primeiro metal para átomos do segundo metal. Esta auto-correção do comportamento foi observada, por exemplo, em conexão com catalisadores em que o primeiro metal é o cobre e o segundo metal é a platina.As the ratio of atoms of the first metal to the second metal increases from catalyst precursor, as the first metal-rich core, the extent to which the core rich in the first metal is surrounded by the shell containing the second metal may decrease. For example, a relatively high excess of exchange sites for the first metal for deposition of the second metal can result in a portion of exchange sites that do not participate in the deposition by displacement of the noble metal (second). Such particles can be prepared from catalyst precursors where the atom ratio is close to or above the upper limit observed above the atom ratios of the first metal to the second metal (for example, about 10 or higher). Although less preferred, it should be understood that a decrease in the degree to which the core is surrounded by a shell containing the second metal does not necessarily indicate a lack of use of the improved second metal. These particles can still provide use of the improved metal based, for example, on a core rich in the first metal that provides a relatively low proportion of potentially unused, unexposed, noble metal (second). However, it is currently believed that the particle structure can move towards an increased coverage of the core rich in the first metal by the shell containing the second metal. More particularly, this deviation in the form of particles may comprise the leaching of the first metal from metal particles on the support surface during the use of the catalyst in liquid phase reactions. The second metal can likewise be removed or leached from the particles, but it is currently believed that the first metal is removed from the particles to a greater degree than the second metal. Thus, the most preferred approaches to the ratio of atoms of the first metal to the second metal vary and it is currently believed that, as a result of this removal, the particle structure deviates towards a more preferred (ie more extensive) coverage of the nucleus rich in the first metal by the shell containing the second metals. After a period of use, leaching of the first metal from metal particles on the surface of the support generally decreases. After that period of use, it is currently believed that catalysts comprising particles having a more preferred ratio of atoms of the first metal to atoms of the second metal with satisfactory deviation in structure, then exhibit performance characteristics comparable to catalysts prepared using the ratios more preferred from atoms of the first metal to atoms of the second metal. This self-correction of behavior was observed, for example, in connection with catalysts in which the first metal is copper and the second metal is platinum.

D. Tratamento Térmico de Suportes Impregnados com o Primeiro e oD. Heat treatment of substrates impregnated with Primer and Primer

Segundo metalSecond metal

Como notado, deve ser entendido que o suporte impregnado com metal da presente invenção é um catalisador adequado tal como descrito nos exemplos de trabalho aqui detalhados. No entanto, tipicamente, de acordo com várias modalidades preferidas, o suporte impregnado com metal é tratado a temperaturas elevadas, geralmente, como detalhado aqui em outra parte (por exemplo, na presença de um ambiente não oxidante a temperaturas superiores a cerca de 800°C) para formar um catalisador acabado. Tipicamente, o suporte impregnado com metal é aquecido a temperaturas de cerca de 400°C a cerca de 1000°C, mais tipicamente de cerca de 500°C a cerca de 950°C, ainda mais tipicamente de cerca de 600°C a cerca de 950°C e, ainda mais tipicamente, entre cerca de 700°C a cerca de 900°C. A submissão de suportes impregnados com metal para tais temperaturas fornece catalisadores acabados que apresentam uma lixiviação de metal reduzida e uma melhor utilização do metal, tal como detalhado aqui em outra parte (por exemplo, os catalisadores que compreendem partículas ricas no primeiro metal e/ou partículas incluindo um núcleo rico no primeiro em metal pelo menos parcialmente circundado por uma casca rica no segundo em metal).As noted, it should be understood that the metal impregnated support of the present invention is a suitable catalyst as described in the working examples detailed here. However, typically, according to various preferred embodiments, the metal impregnated support is treated at elevated temperatures, generally, as detailed here elsewhere (for example, in the presence of a non-oxidizing environment at temperatures above about 800 ° C) to form a finished catalyst. Typically, the metal impregnated support is heated to temperatures from about 400 ° C to about 1000 ° C, more typically from about 500 ° C to about 950 ° C, even more typically from about 600 ° C to about 950 ° C and, even more typically, between about 700 ° C to about 900 ° C. Submitting metal-impregnated supports to such temperatures provides finished catalysts that exhibit reduced metal leaching and better utilization of the metal, as detailed here elsewhere (for example, catalysts that comprise particles rich in the first metal and / or particles including a core rich in the first metal at least partially surrounded by a shell rich in the second metal).

Acredita-se atualmente que as partículas de metais estáveis (isto é, resistentes à lixiviação) são facilmente formadas no caso de suportes impregnados com o primeiro e o segundo metal, em que o primeiro metal é o ferro e o segundo metal é a platina. Suportes impregnados com ferro e platina (ou seja, precursores de catalisador de ferro-platina) foram observados exibir estabilidade adequada durante o teste de reação. De preferência, contudo, o precursor de catalisador de ferro-platina é submetido a temperaturas elevadas para preparar um catalisador acabado. Acredita-se atualmente que o aquecimento do suporte impregnado com ferro-platina melhora a atividade. Mas, tendo em vista a boa estabilidade do suportes impregnados com ferro e platina, os catalisadores adequados podem ser preparados a partir dos mesmos por aquecimento do precursor de catalisador a temperaturas dentro, mas nos limites ou próximas aos limites inferiores dos intervalos observados acima. Assim, de acordo com certas modalidades, os suportes impregnados com ferro e platina são submetidos a uma temperatura máxima de cerca de 400°C a cerca de 750°C, ou a partir de cerca de 500°C a cerca de 650°C para preparar um catalisador acabado.It is currently believed that particles of stable metals (that is, resistant to leaching) are easily formed in the case of substrates impregnated with the first and the second metal, where the first metal is iron and the second metal is platinum. Supports impregnated with iron and platinum (ie precursors of iron-platinum catalyst) were observed to exhibit adequate stability during the reaction test. Preferably, however, the ferro-platinum catalyst precursor is subjected to elevated temperatures to prepare a finished catalyst. It is currently believed that heating the substrate impregnated with iron-platinum improves activity. However, in view of the good stability of supports impregnated with iron and platinum, suitable catalysts can be prepared therefrom by heating the catalyst precursor to temperatures within, but at or near the lower limits of the intervals noted above. Thus, according to certain modalities, supports impregnated with iron and platinum are subjected to a maximum temperature of about 400 ° C to about 750 ° C, or from about 500 ° C to about 650 ° C for prepare a finished catalyst.

Tal como observado, o grau de liga do primeiro e do segundo metal aumenta geralmente com o aumento da temperatura a qual o suporte impregnado de metal é submetido. Deste modo, acredita-se atualmente que ao submeter o suporte impregnado com ferro/platina a uma temperatura máxima relativamente baixa fornece-se um grau relativamente baixo de liga de ferro e de platina. Embora os catalisadores da presente invenção incluam o primeiro e segundo metais sob uma forma que representa utilização de metal eficiente (por exemplo, uma primeira liga rica em metal), a formação inevitavelmente de liga resulta em metal nobre (segundo) não exposto. Assim, a preparação de catalisadores contendo platina e ferro, submetendose o suporte impregnado com metal a temperatura relativamente baixa pode contribuir para uma utilização melhorada de metal. No entanto, a este respeito deve ser notado que a preparação de catalisadores de platina e ferro, submetendo os suportes para temperaturas mais elevadas, por exemplo, nos intervalos observados tal como 700°C ou superior, é igualmente atualmente acreditada fornecer catalisadores que representam a utilização de metal mais eficiente.As noted, the degree of alloy of the first and the second metal generally increases with increasing temperature to which the metal impregnated support is subjected. Thus, it is currently believed that by submitting the iron / platinum impregnated support to a relatively low maximum temperature, a relatively low degree of iron alloy and platinum is provided. Although the catalysts of the present invention include the first and second metals in a form that represents efficient metal use (e.g., a metal-rich first alloy), the formation of an inevitably alloy results in unexposed noble metal (second). Thus, the preparation of catalysts containing platinum and iron, subjecting the support impregnated with metal at relatively low temperature can contribute to an improved use of metal. However, in this regard it should be noted that the preparation of platinum and iron catalysts, subjecting the supports to higher temperatures, for example, at observed intervals such as 700 ° C or higher, is also currently believed to provide catalysts that represent the more efficient use of metal.

E. Protocolos de Deposição de Ferro e PlatinaE. Iron and Platinum Deposition Protocols

Os catalisadores de platina e ferro adequados, geralmente, podem ser preparados de acordo com a discussão acima considerando a deposição de ferro (primeiro metal) e platina (segundo metal), ambos de acordo com as discussões acima com relação ao primeiro e o segundo metal de um modo geral e, especifícamente, o ferro e a platina. No entanto, de acordo com a presente invenção, foi verificado que os catalisadores vantajosos são fornecidos por combinações de características particulares de ferro (primeiro metal) e platina (segundo metal) deposição.Suitable platinum and iron catalysts can generally be prepared according to the above discussion considering the deposition of iron (first metal) and platinum (second metal), both according to the above discussions regarding the first and the second metal in general and, specifically, iron and platinum. However, according to the present invention, it has been found that advantageous catalysts are provided by combinations of particular characteristics of iron (first metal) and platinum (second metal) deposition.

Por exemplo, em várias modalidades preferidas, o banho de deposição de ferro (primeiro metal) compreende etileno glicol como um agente de redução, mas não compreende um agente de coordenação separado (por exemplo, sacarose). No entanto, deve ser entendido que o agente redutor etileno glicol pode, de fato, funcionar como um agente de coordenação para certo grau.For example, in various preferred embodiments, the iron (first metal) deposition bath comprises ethylene glycol as a reducing agent, but does not comprise a separate coordinating agent (for example, sucrose). However, it should be understood that the ethylene glycol reducing agent can, in fact, function as a coordinating agent to some degree.

Em ainda outras modalidades preferidas, o banho de deposição de ferro compreende tanto um de agente redutor quanto um agente de coordenação. Em várias modalidades deste tipo, etileno glicol é o agente de redução e a sacarose é o agente de coordenação. Em tais modalidades adicionais, o etileno glicol e boroidreto de sódio são utilizados como agentes de redução para a deposição de ferro, e o banho de deposição de ferro também compreende sacarose como um agente de coordenação.In still other preferred embodiments, the iron deposition bath comprises both a reducing agent and a coordinating agent. In various modalities of this type, ethylene glycol is the reducing agent and sucrose is the coordinating agent. In such additional embodiments, ethylene glycol and sodium borohydride are used as reducing agents for iron deposition, and the iron deposition bath also comprises sucrose as a coordinating agent.

Em várias outras modalidades preferidas, o banho de deposição de ferro (primeiro de metal) compreende boroidreto de sódio como um agente redutor, geralmente, de acordo com a discussão acima. O banho de deposição de ferro não compreende um agente de coordenação separado (por exemplo, sacarose).In several other preferred embodiments, the iron deposition bath (metal first) comprises sodium borohydride as a reducing agent, generally, according to the above discussion. The iron deposition bath does not comprise a separate coordinating agent (for example, sucrose).

F. Catalisadores Contendo o Primeiro e o Segundo metalF. Catalysts Containing First and Second Metal

Como notado, os suportes impregnados com o primeiro e o segundo metal (nobre) tipicamente contêm um excesso de átomos do primeiro metal sobre átomos do segundo metal. De acordo com estas e várias outras modalidades, de um modo geral, o primeiro metal constitui pelo menos cerca de 1% em peso, de pelo menos cerca de 1,5% em peso, ou pelo menos cerca de 2% em peso do catalisador. Tipicamente, o primeiro metal constitui pelo menos cerca de 3% em peso, pelo menos cerca de 4% em peso, ou pelo menos cerca de 5% em peso do catalisador. Por exemplo, de preferência, o primeiro metal constitui de cerca de 3% a cerca de 25% em peso do catalisador, mais preferencialmente de cerca de 4% a cerca de 20% em peso do catalisador e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 5% a cerca de 15% em peso do catalisador. Em várias outras modalidades (por exemplo, aquelas em que o ferro é o primeiro metal), o primeiro metal constitui de cerca de 1% a cerca de 10% em peso, mais preferencialmente de cerca de 1,5% a cerca de 8% em peso e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 2% a cerca de 5% (por exemplo, cerca de 4%) em peso do catalisador.As noted, supports impregnated with the first and second (noble) metals typically contain an excess of atoms of the first metal over atoms of the second metal. According to these and several other embodiments, in general, the first metal constitutes at least about 1% by weight, at least about 1.5% by weight, or at least about 2% by weight of the catalyst . Typically, the first metal constitutes at least about 3% by weight, at least about 4% by weight, or at least about 5% by weight of the catalyst. For example, preferably, the first metal constitutes from about 3% to about 25% by weight of the catalyst, more preferably from about 4% to about 20% by weight of the catalyst and, even more preferably, from about 5% to about 15% by weight of the catalyst. In several other embodiments (for example, those in which iron is the first metal), the first metal constitutes from about 1% to about 10% by weight, more preferably from about 1.5% to about 8% by weight and, even more preferably, from about 2% to about 5% (e.g., about 4%) by weight of the catalyst.

De acordo com o exposto anteriormente, os catalisadores de várias modalidades da presente invenção contêm geralmente pelo menos cerca de 1% em peso de metal nobre (segundo), pelo menos cerca de 2% em peso de um metal nobre, ou pelo menos cerca de 3% em peso de um metal nobre. Tipicamente, os catalisadores contêm menos que cerca de 8% em peso de um metal nobre, mais tipicamente menos que cerca de 7% em peso de um metal nobre e, ainda mais tipicamente, menos que cerca de 6% em peso de um metal nobre. De acordo com várias modalidades preferidas, os catalisadores contêm menos que cerca de 5% ou menos que cerca de 4% em peso de um metal nobre (por exemplo, de cerca de 1 % a cerca de 3% em peso de um metal nobre). Os catalisadores preparados como aqui detalhado utilizam mais eficientemente o metal nobre (segundo), em comparação com os catalisadores convencionais fornecendo, desse modo, catalisadores pelo menos tão ativos ou mesmo mais ativos do que os catalisadores contendo metais nobres convencionais. Por exemplo, os catalisadores podem ser preparados de modo que incluam cargas de metal semelhantes às dos catalisadores convencionais contendo metais nobres, mas são geralmente mais ativos e, em várias modalidades preferidas, muito mais ativos que os catalisadores contendo metais nobres convencionais. Deste modo, a atividade catalítica pode ser aumentada sem um aumento na carga de metal nobre, o que pode ser indesejável devido a limitações de processamento. Em várias modalidades, catalisadores ativos podem ser preparados de modo que contenham de cerca de 3% a cerca de 6% em peso de um metal nobre, ou de cerca de 4% a cerca de 5% em peso de um metal nobre.According to the foregoing, catalysts of various embodiments of the present invention generally contain at least about 1% by weight of noble metal (second), at least about 2% by weight of a noble metal, or at least about 3% by weight of a noble metal. Typically, catalysts contain less than about 8% by weight of a noble metal, more typically less than about 7% by weight of a noble metal and, even more typically, less than about 6% by weight of a noble metal . According to various preferred embodiments, catalysts contain less than about 5% or less than about 4% by weight of a noble metal (for example, from about 1% to about 3% by weight of a noble metal) . Catalysts prepared as detailed herein use noble metal (second) more efficiently, compared to conventional catalysts, thereby providing catalysts at least as active or even more active than conventional noble metal containing catalysts. For example, catalysts can be prepared so that they include metal fillers similar to conventional noble metal containing catalysts, but are generally more active and, in various preferred embodiments, much more active than conventional noble metal containing catalysts. In this way, the catalytic activity can be increased without an increase in the noble metal charge, which may be undesirable due to processing limitations. In various embodiments, active catalysts can be prepared so that they contain from about 3% to about 6% by weight of a noble metal, or from about 4% to about 5% by weight of a noble metal.

A título de exemplo adicional, a utilização de metal mais eficiente por catalisadores da presente invenção permite a preparação de catalisadores que incluem uma proporção reduzida de segundo metal, quando comparado com catalisadores convencionais contendo metais nobres, mas que são pelo menos tão ativos e, em várias modalidades preferidas, mais ativos que os catalisadores convencionais contendo metais nobres. Desta maneira, os catalisadores da presente invenção podem fornecer atividades equivalentes àquelas fornecidas através de catalisadores contendo metais nobres convencionais em cargas de metal nobre inferior, ou atividades catalíticas maiores em cargas de metal nobre equivalentes. Por exemplo, em várias modalidades, podem ser preparados catalisadores ativos que contêm de cerca de 1% a cerca de 5% em peso, de cerca de 1,5% a cerca de 4% em peso, ou entre cerca de 2% a cerca de 3% em peso de um metal nobre.As a further example, the use of more efficient metal by catalysts of the present invention allows the preparation of catalysts that include a reduced proportion of second metal, when compared to conventional catalysts containing noble metals, but which are at least as active and, in several preferred embodiments, more active than conventional catalysts containing noble metals. In this way, the catalysts of the present invention can provide activities equivalent to those provided through catalysts containing conventional noble metals in lower noble metal fillers, or larger catalytic activities in equivalent noble metal fillers. For example, in various embodiments, active catalysts can be prepared that contain from about 1% to about 5% by weight, from about 1.5% to about 4% by weight, or between about 2% to about 3% by weight of a noble metal.

Em várias modalidades, a razão de átomos do primeiro metal para átomos do segundo metal em partículas de metal na superfície do suporte de catalisador geralmente aumenta com o aumento do tamanho das partículas. Acredita-se atualmente que na medida em que o tamanho das partículas aumenta, a porção das partículas que constitui o núcleo rico no primeiro metal aumenta, enquanto que a porção (isto é, a fração em peso) das partículas que constitui a casca contendo o segundo metal diminui. Como previamente observado, as partículas contendo metais maiores são geralmente mais resistentes à lixiviação a partir da superfície do suporte de catalisador. No entanto, uma fração significativa de partículas maiores é geralmente indesejada nos catalisadores contendo metais nobres convencionais, na medida em que o tamanho da partícula aumenta a proporção de metal nobre distribuído no interior das partículas que não contribuem para a área superficial catalítica eficiente aumenta. Assim, uma proporção relativamente elevada de partículas grandes, que compreende uma casca rica no segundo metal de acordo com a presente invenção fornece uma estabilidade melhorada, sem sacrifício da área superficial catalítica do metal nobre (segundo) exposto associada com as partículas relativamente grandes nos catalisadores convencionais contendo metais nobres.In various embodiments, the ratio of atoms of the first metal to atoms of the second metal in metal particles on the surface of the catalyst support generally increases with increasing particle size. It is currently believed that as the particle size increases, the portion of the particles that make up the core rich in the first metal increases, while the portion (that is, the fraction by weight) of the particles that make up the shell containing the second metal decreases. As previously noted, particles containing larger metals are generally more resistant to leaching from the surface of the catalyst support. However, a significant fraction of larger particles is generally undesirable in catalysts containing conventional noble metals, as the particle size increases the proportion of noble metal distributed within the particles that do not contribute to the efficient catalytic surface area increases. Thus, a relatively high proportion of large particles, comprising a shell rich in the second metal according to the present invention provides improved stability without sacrificing the catalytic surface area of the exposed (second) metal associated with the relatively large particles in the catalysts. conventional metals containing noble metals.

Por exemplo, em várias modalidades, o catalisador inclui partículas contendo metal caracterizadas por um tamanho de partícula, como determinado usando microscopia eletrônica, de modo que uma fração significativa (por exemplo, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, ou pelo menos cerca de 95%, base numérica) das partículas é de cerca de 5 a cerca de 60 nm, ou de cerca de 5 a cerca de 40 nm na sua maior dimensão. Além disso, a espessura das cascas contendo o segundo metal das partículas dentro destas distribuições de tamanho nm é tipicamente inferior a cerca de 3 nm, mais tipicamente menos que cerca de 2 nm, e preferencialmente menos que cerca de 1 nm (por exemplo, menos que cerca de 0,8 nm ou menos que cerca de 0,6 nm).For example, in various embodiments, the catalyst includes metal-containing particles characterized by a particle size, as determined using electron microscopy, so that a significant fraction (for example, at least about 80%, at least about 90%, or at least about 95%, numerical basis) of the particles is about 5 to about 60 nm, or about 5 to about 40 nm in its largest dimension. In addition, the thickness of the shells containing the second particle metal within these nm size distributions is typically less than about 3 nm, more typically less than about 2 nm, and preferably less than about 1 nm (for example, less than about 0.8 nm or less than about 0.6 nm).

Melhorias na utilização de metal podem ser caracterizadas por um aumento na proporção de metal nobre exposto (segundo) do catalisador. Mais particularmente, as melhorias na utilização de metal podem ser indicadas por um aumento na área superficial do metal nobre exposto por unidade de peso de catalisador por unidade de peso de metal nobre. A área superficial de metal nobre exposta total dos catalisadores da presente invenção pode ser determinada utilizando análise de quimissorção estática de monóxido de carbono, incluindo um protocolo descrito no exemplo 67. A análise de quimissorção de monóxido de carbono descrita no exemplo 67 inclui primeiro e segundo ciclos. Catalisadores da presente invenção submetido a esta análise são geralmente caracterizados como quimissorventes de pelo menos cerca de 500 pmols de monóxido de carbono por grama de catalisador por grama de metal nobre e, mais geralmente, pelo menos cerca de 600 pmols de monóxido de carbono por grama de catalisador por grama de metal nobre. Tipicamente, os catalisadores da presente invenção são caracterizados como quimissorventes de pelo menos cerca de 700, pelo menos cerca de 800, pelo menos cerca de 900, pelo menos cerca de 975, pelo menos cerca de 1000, ou pelo menos cerca de 1100 pmols de monóxido de carbono por grama de catalisador por grama de metal nobre.Improvements in the use of metal can be characterized by an increase in the proportion of exposed noble metal (second) of the catalyst. More particularly, improvements in the use of metal can be indicated by an increase in the surface area of the exposed noble metal per unit weight of catalyst per unit weight of noble metal. The total exposed noble metal surface area of the catalysts of the present invention can be determined using static carbon monoxide chemisorption analysis, including a protocol described in example 67. The carbon monoxide chemisorption analysis described in example 67 includes first and second cycles. Catalysts of the present invention subjected to this analysis are generally characterized as chemovents of at least about 500 pmols of carbon monoxide per gram of catalyst per gram of noble metal and, more generally, at least about 600 pmols of carbon monoxide per gram. of catalyst per gram of noble metal. Typically, the catalysts of the present invention are characterized as chemovents of at least about 700, at least about 800, at least about 900, at least about 975, at least about 1000, or at least about 1100 pmols of carbon monoxide per gram of catalyst per gram of noble metal.

Um indicador adicional ou alternativo de utilização eficiente de metal é a proporção de metal nobre (segundo) do catalisador que pode ser encontrada dentro de uma casca, pelo menos parcialmente circundando um núcleo rico no primeiro metal. Geralmente, pelo menos cerca de 10%, pelo menos cerca de 20%, pelo menos cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, ou pelo menos cerca de 50% de metal nobre está presente no interior da casca das partículas de metal. Tipicamente, pelo menos cerca de 60% e, mais tipicamente, pelo menos cerca de 70% (por exemplo, pelo menos cerca de 80% ou de pelo menos cerca de 90%) de metal nobre está presente no interior da casca das partículas de metal.An additional or alternative indicator of efficient metal use is the proportion of noble metal (second) of the catalyst that can be found inside a shell, at least partially surrounding a core rich in the first metal. Generally, at least about 10%, at least about 20%, at least about 30%, at least about 40%, or at least about 50% noble metal is present inside the shell of the metal particles . Typically, at least about 60% and, more typically, at least about 70% (for example, at least about 80% or at least about 90%) of noble metal is present within the shell of the particles of metal.

Adicionalmente ou alternativamente, a eficiente utilização de metal pode ser indicada pela proporção de metal nobre (segundo) na superfície de partículas de metal. Ou seja, a eficiente utilização de metal pode ser indicada pela proporção de metal nobre na superfície das partículas ricas no primeiro metal, por exemplo, o segundo metal presente em uma liga e/ou dentro de uma casca rica no segundo metal, pelo menos parcialmente circundando um núcleo rico no primeiro metal. Geralmente, o percentual de átomos de metal nobre na superfície das partículas contendo o primeiro metal e o metal nobre (segundo) é de pelo menos cerca de 2%, ou pelo menos cerca de 5%. Tipicamente, o percentual de átomos de metal nobre na superfície das partículas contendo o primeiro metal e o metal nobre, é pelo menos cerca de 10%, mais tipicamente pelo menos cerca de 20%, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 30% e, de preferência, pelo menos cerca de 40% (por exemplo, pelo menos cerca de 50%).Additionally or alternatively, the efficient use of metal can be indicated by the proportion of noble metal (second) on the surface of metal particles. That is, the efficient use of metal can be indicated by the proportion of noble metal on the surface of the particles rich in the first metal, for example, the second metal present in an alloy and / or inside a shell rich in the second metal, at least partially surrounding a rich core in the first metal. Generally, the percentage of noble metal atoms on the surface of the particles containing the first metal and the noble metal (second) is at least about 2%, or at least about 5%. Typically, the percentage of noble metal atoms on the surface of the particles containing the first metal and the noble metal, is at least about 10%, more typically at least about 20%, even more typically at least about 30% and, preferably at least about 40% (for example, at least about 50%).

Os resultados da análise de varredura em linha por espectroscopia dispersiva em energia de raios X (EDX) para os catalisadores da presente invenção (por exemplo, conforme o descrito no protocolo B no exemplo 68) indicam também a utilização eficiente de metal. Mais particularmente, os resultados de análise de varredura em linha para as partículas metálicas de catalisadores da presente invenção indicam uma distribuição de metal nobre (segundo) em que uma fração significativa de metal nobre (segundo) está presente dentro de uma casca, pelo menos parcialmente circundando um núcleo rico no primeiro metal. Adicionalmente ou alternativamente, os resultados da análise de varredura em linha para partículas metálicas de catalisadores da presente invenção indicam uma distribuição de metal nobre, em que uma fração significativa de metal nobre é disposta na ou próxima a superfície de uma partícula(s) de metal.The results of in-line scanning analysis by X-ray energy dispersive spectroscopy (EDX) for the catalysts of the present invention (for example, as described in protocol B in example 68) also indicate the efficient use of metal. More particularly, the results of in-line scan analysis for the metal particles of catalysts of the present invention indicate a noble metal distribution (second) in which a significant fraction of noble metal (second) is present within a shell, at least partially surrounding a rich core in the first metal. Additionally or alternatively, the results of the in-line scan analysis for metal particles of catalysts of the present invention indicate a noble metal distribution, in which a significant fraction of noble metal is disposed on or near the surface of a metal particle (s) .

A utilização eficiente de metal em partículas de catalisadores da presente invenção é indicada pela distribuição de um segundo metal que produz um sinal de varredura em linha de EDX que não varia significativamente ao longo de uma região de varredura. Tal como aqui utilizado, o termo região de varredura refere-se à porção da maior dimensão da partícula analisada sobre a qual um grau relativamente baixo de variação no segundo sinal de metal indica utilização de metal melhorada. Um sinal de varredura em linha relativamente constante do segundo metal ao longo de uma região de varredura que corresponde a uma parte significativa da dimensão maior da partícula indica que uma fração significativa do segundo metal é distribuída próxima da superfície da partícula em vez de ao longo de toda a partícula de metal. Por contraste, o último tipo de distribuição iria fazer com que o segundo sinal de metal aumentasse (diminuísse) significativamente na porção da região de varredura, em que a sonda é dirigida para uma dimensão de espessura (mais delgada) da partícula. Por exemplo, em várias modalidades, o sinal do segundo metal gerado durante a análise de varredura em linha de EDX de uma partícula na superfície de um catalisador de acordo com a presente invenção varia por não mais do que cerca de 25%, não mais do que cerca de 20%, não mais do que cerca de 15%, não mais do que cerca de 10%, ou não mais do que cerca de 5% de ao longo de uma região de varredura que é pelo menos cerca de 70% da maior dimensão de pelo menos uma partícula, em modalidades adicionais, o segundo sinal de metal varia em não mais do que cerca de 20%, não mais do que cerca de 15%, não mais do que cerca de 10%, ou não mais do que cerca de 5% de ao longo da região de varredura através de uma região que é pelo menos cerca de 60% da dimensão maior de pelo menos uma partícula. Ainda em outras modalidades, o sinal do segundo metal varia em não mais do que cerca de 15%, não mais do que cerca de 10%, ou não mais do que cerca de 5% ao longo de uma região de varredura que é pelo menos cerca de 50% da maior dimensão de pelo menos uma partícula.The efficient use of metal in catalyst particles of the present invention is indicated by the distribution of a second metal that produces an EDX in-line scan signal that does not vary significantly over a scan region. As used herein, the term scanning region refers to the portion of the largest dimension of the analyzed particle over which a relatively low degree of variation in the second metal signal indicates improved metal utilization. A relatively constant in-line scan signal of the second metal over a scan region that corresponds to a significant part of the larger particle size indicates that a significant fraction of the second metal is distributed close to the particle's surface rather than along the entire metal particle. In contrast, the latter type of distribution would cause the second metal signal to increase (decrease) significantly in the portion of the scanning region, where the probe is directed to a thickness (thinner) dimension of the particle. For example, in several embodiments, the second metal signal generated during the EDX in-line scan analysis of a particle on the surface of a catalyst according to the present invention varies by no more than about 25%, no more than that about 20%, no more than about 15%, no more than about 10%, or no more than about 5% of over a scanning region that is at least about 70% of greater dimension of at least one particle, in additional modalities, the second metal sign varies by no more than about 20%, no more than about 15%, no more than about 10%, or no more than that about 5% of over the scan region through a region that is at least about 60% of the largest dimension of at least one particle. In yet other modalities, the signal of the second metal varies by no more than about 15%, no more than about 10%, or no more than about 5% over a scanning region that is at least about 50% of the largest dimension of at least one particle.

As partículas tendo distribuições de metal caracterizadas por análise de varredura em linha de EDX como detalhado acima são tipicamente ricas no primeiro metal e, mais particularmente, incluem tipicamente o segundo metal e o primeiro metal em uma razão atômica do segundo metal para o primeiro metal em uma partícula(s) analisada de menos que 1:1. Tipicamente, a razão atômica do segundo metal e do primeiro metal da partícula (s) é menor do que cerca de 0,8:1 e, mais tipicamente, menos que cerca de 0,6:1 (por exemplo, menos que cerca de 0,5:1).Particles having metal distributions characterized by EDX in-line scan analysis as detailed above are typically rich in the first metal and, more particularly, typically include the second metal and the first metal in an atomic ratio of the second metal to the first metal in a particle (s) analyzed of less than 1: 1. Typically, the atomic ratio of the second metal and the first metal of the particle (s) is less than about 0.8: 1 and, more typically, less than about 0.6: 1 (for example, less than about 0.5: 1).

De um modo geral, a(s) partícula(s) do primeiro e do segundo metal dos catalisadores da presente invenção tendo uma distribuição de segundo metal caracterizada por análise de varredura em linha de EDX indicando eficiente utilização de metal têm uma dimensão maior de pelo menos cerca de 6 nm, tipicamente pelo menos cerca de 8 nm, mais tipicamente pelo menos cerca de 10 nm e, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 12 nm.In general, the particle (s) of the first and second metal of the catalysts of the present invention having a second metal distribution characterized by in-line scanning analysis of EDX indicating efficient use of metal have a larger dimension of at least less about 6 nm, typically at least about 8 nm, more typically at least about 10 nm, and even more typically at least about 12 nm.

As magnitudes relativas dos sinais do primeiro e do segundo metal ao longo da região de varredura podem também indicar distribuições do primeiro e do segundo metal em uma forma que indica uma eficiente utilização do metal. Mais particularmente, de um modo geral, de acordo com várias modalidades, a razão do sinal máximo do primeiro metal para o sinal máximo do metal segundo ao longo da região de varredura é de pelo menos cerca de 1,5:1, de pelo menos cerca de 2:1, ou, pelo menos, cerca de 2,5:1. Tipicamente, a razão do sinal máximo do primeiro metal para o sinal máximo do segundo metal ao longo da região de varredura é de pelo menos cerca de 3:1, pelo menos cerca de 4:1, ou pelo menos cerca de 5:1.The relative magnitudes of the first and second metal signals along the scan region can also indicate distributions of the first and second metal in a way that indicates efficient use of the metal. More particularly, in general, according to various modalities, the ratio of the maximum signal of the first metal to the maximum signal of the second metal over the scanning region is at least about 1.5: 1, at least about 2: 1, or at least about 2.5: 1. Typically, the ratio of the maximum signal of the first metal to the maximum signal of the second metal over the scan region is at least about 3: 1, at least about 4: 1, or at least about 5: 1.

É para ser entendido que a eficiente utilização de metal pode ser indicada por identificação de pelo menos uma partícula na superfície do suporte de catalisador tendo uma distribuição de metal nobre (segundo) caracterizada como descrito acima. Isto é, a população de partículas de metal na superfície do suporte de catalisador pode incluir ambas as partículas que satisfazem uma ou mais distribuições de metal nobre características de e as que não satisfazem. No entanto, a utilização de metal é aumentada à medida que a proporção de partículas que apresentam estas distribuições características de metal nobre preferido aumenta e, tipicamente, uma pluralidade de partículas de metal irá possuir estas características. Mais tipicamente, a distribuição do segundo metal de cada uma de uma porção de partículas (base numérica) na superfície do suporte, indica uma eficiente utilização de metal. Geralmente, pelo menos cerca de 1%, pelo menos cerca de 5%, pelo menos cerca de 10%, pelo menos cerca de 15%, pelo menos cerca de 20%, ou pelo menos cerca de 25% das partículas de metal satisfazem as características de distribuição do segundo metal. Tipicamente, pelo menos cerca de 30%, pelo menos cerca de 35%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 45%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 55%, pelo menos cerca de 60%, ou pelo menos cerca de 65% das partículas de metal satisfazem as características de distribuição do segundo metal. A proporção de partículas de metal que satisfaz uma ou mais das características de distribuição de metal nobre é, de certo modo, dependente da combinação particular do primeiro metal e do segundo metal. Por exemplo, os catalisadores preparados com cobre e platina como o primeiro e segundo metais, respectivamente, têm sido observados para produzir catalisadores em que uma grande porção de partículas de metal à sua superfície possui estas características de distribuição de metal nobre preferidas. Por conseguinte, nestas e em outras modalidades preferidas, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 75%, pelo menos cerca de 85%, ou pelo menos cerca de 90% das partículas de metal na superfície do suporte satisfazem uma ou mais das características de distribuição do segundo metal, determinada por análise de varredura em linha de EDX.It is to be understood that the efficient use of metal can be indicated by identifying at least one particle on the surface of the catalyst support having a noble metal distribution (second) characterized as described above. That is, the population of metal particles on the surface of the catalyst support can include both particles that satisfy one or more noble metal distributions characteristic of and those that do not. However, the use of metal is increased as the proportion of particles showing these preferred noble metal characteristic distributions increases and, typically, a plurality of metal particles will have these characteristics. More typically, the distribution of the second metal of each of a portion of particles (numerical base) on the surface of the support, indicates an efficient use of metal. Generally, at least about 1%, at least about 5%, at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, or at least about 25% of the metal particles meet the requirements distribution characteristics of the second metal. Typically, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60% , or at least about 65% of the metal particles meet the distribution characteristics of the second metal. The proportion of metal particles that satisfies one or more of the noble metal distribution characteristics is, in a way, dependent on the particular combination of the first metal and the second metal. For example, catalysts prepared with copper and platinum as the first and second metals, respectively, have been observed to produce catalysts in which a large portion of metal particles on their surface have these preferred noble metal distribution characteristics. Therefore, in these and other preferred embodiments, at least about 70%, at least about 75%, at least about 85%, or at least about 90% of the metal particles on the surface of the support satisfy one or more distribution characteristics of the second metal, determined by in-line scanning analysis of EDX.

Como observado anteriormente, em várias modalidades da presente invenção (por exemplo, em que o cobre é o primeiro metal e a platina é o segundo metal) a casca rica no segundo metal, pode fornecer uma cobertura relativamente baixa do núcleo rico no primeiro metal, e durante o uso subsequente do catalisador, a estrutura das partículas pode se desviar no sentido de aumentar a cobertura do núcleo rico no primeiro metal pela casca contendo o segundo metal. Este desvio compreende geralmente a lixiviação do primeiro metal a partir de partículas de metal na superfície de suporte. O segundo metal pode ser removido ou lixiviado a partir das partículas, mas em menor grau do que o primeiro metal é removido das partículas. Observouse que este comportamento fornece um desvio em direção as razões atômicas preferidas do primeiro metal para o segundo metal.As noted earlier, in various embodiments of the present invention (for example, where copper is the first metal and platinum is the second metal) the shell rich in the second metal can provide relatively low coverage of the core rich in the first metal, and during the subsequent use of the catalyst, the particle structure may deviate in order to increase the coverage of the core rich in the first metal by the shell containing the second metal. This deviation generally comprises leaching the first metal from metal particles on the support surface. The second metal can be removed or leached from the particles, but to a lesser extent than the first metal is removed from the particles. It has been observed that this behavior provides a shift towards the preferred atomic ratios of the first metal to the second metal.

Os catalisadores platina-ferro da presente invenção foram observados comportarem-se como descrito. Isto é, durante a utilização, o ferro e a platina podem ser lixiviados a partir de partículas de metal na superfície do catalisador e, mais particularmente, o ferro é lixiviado a partir das partículas em um grau maior do que a platina. A lixiviação desta maneira pode prosseguir de acordo com o mecanismo de auto-correção descrito acima com relação aos catalisadores de cobre-platina. No entanto, a lixiviação pode também prosseguir para formar partículas de platina-ferro de estruturas vantajosas. Em vez de compensar um excesso relativamente baixo do primeiro metal para o segundo metal, a fim de fornecer uma estrutura em que a razão atômica do primeiro metal para o segundo metal está em um excesso adequado, a lixiviação do primeiro metal predomina sobre qualquer lixiviação do segundo metal em um grau tal que uma ou mais partículas são fornecidas de modo a exibir excesso mínimo, se houver, do primeiro metal para segundo metal. De fato, em várias modalidades, uma estrutura de catalisador que exibe um excesso de segundo metal para o primeiro metal é alcançada. Embora estas partículas não possam incluir uma liga rica no primeiro metal ou um núcleo rico no primeiro metal, pelo menos parcialmente circundado por uma casca rica no segundo metal, os mesmos não fornecem, contudo, uma melhor utilização de metal.The platinum-iron catalysts of the present invention have been observed to behave as described. That is, during use, iron and platinum can be leached from metal particles on the surface of the catalyst and, more particularly, iron is leached from the particles to a greater degree than platinum. Leaching in this way can proceed according to the self-correction mechanism described above with respect to copper-platinum catalysts. However, leaching can also proceed to form platinum-iron particles of advantageous structures. Instead of compensating for a relatively low excess of the first metal to the second metal, in order to provide a structure in which the atomic ratio of the first metal to the second metal is in a suitable excess, the leaching of the first metal predominates over any leaching of the second metal to such a degree that one or more particles are supplied so as to exhibit minimal excess, if any, from the first metal to the second metal. In fact, in various embodiments, a catalyst structure that exhibits an excess of second metal for the first metal is achieved. Although these particles cannot include an alloy rich in the first metal or a core rich in the first metal, at least partially surrounded by a shell rich in the second metal, they do not, however, provide a better use of metal.

Em várias dessas modalidades, as partículas de metal na superfície do catalisador encontram-se na forma de uma estrutura que compreende uma casca descontínua que compreende uma camada de átomos do primeiro metal e uma camada de átomos do segundo metal (por exemplo, monocamada) na superfície dos átomos do primeiro metal. Referência a uma casca em relação a estas modalidades não indicam a presença de uma casca contínua ou descontínua que circunda um núcleo relativamente contínuo. Em vez disso, a casca refere-se à estrutura global da partícula resultante. A estrutura da casca pode circundar uma região interior, incluindo o primeiro metal, mas as zonas internas da estrutura da casca não estão na forma de um núcleo rico no primeiro metal relativamente contínuo, rodeado por regiões exteriores da estrutura da casca. A casca porosa descontínua compreende geralmente poros e, mais particularmente, nanoporos (isto é, poros com um tamanho, na sua dimensão máxima de cerca de 1 a cerca de 6 nanômetros (nm), ou a partir de cerca de 2 a cerca de 5 nm). Deste modo, a estrutura de casca pode ser referida como uma casca nanoporosa descontínua. De acordo com tais modalidades, a razão atômica de ferro (primeiro metal) para platina (segundo metal) é geralmente menos que 1:1, tipicamente de cerca de 0,25:1 a cerca de 0,9:1, de mais tipicamente de cerca de 0,4:1 a cerca de 0,75:1 e, mais tipicamente, de cerca de 0,4:1 a cerca de 0,6:1 (por exemplo, cerca de 0,5:1). Além disso, de acordo com estas modalidades, a camada ou as regiões do primeiro metal têm geralmente uma espessura de não mais que cerca de 5 átomos do primeiro metal, tipicamente não mais do que cerca de 3 átomos do primeiro metal e, de forma ainda mais típica, não mais do que cerca de 2 átomos do primeiro metal. Adicionalmente ou em alternativamente, a camada ou as regiões de átomos do segundo metal têm geralmente uma espessura de não mais do que cerca de 5 átomos do segundo metal, tipicamente não mais do que cerca de 4 átomos do segundo metal, mais tipicamente não mais do que cerca de 3 átomos do segundo metal e, mais tipicamente, não mais do que cerca de 2 átomos de segundo metal.In several of these embodiments, the metal particles on the surface of the catalyst are in the form of a structure comprising a discontinuous shell comprising a layer of atoms of the first metal and a layer of atoms of the second metal (for example, monolayer) in the surface of the atoms of the first metal. Reference to a shell in relation to these modalities does not indicate the presence of a continuous or discontinuous shell that surrounds a relatively continuous core. Instead, the shell refers to the overall structure of the resulting particle. The shell structure may surround an interior region, including the first metal, but the inner areas of the shell structure are not in the form of a core rich in the first relatively continuous metal, surrounded by outer regions of the shell structure. The discontinuous porous shell generally comprises pores and, more particularly, nanopores (ie pores with a size, in their maximum dimension of about 1 to about 6 nanometers (nm), or from about 2 to about 5 nm). In this way, the shell structure can be referred to as a discontinuous nanoporous shell. According to such modalities, the atomic ratio of iron (first metal) to platinum (second metal) is generally less than 1: 1, typically from about 0.25: 1 to about 0.9: 1, most typically from about 0.4: 1 to about 0.75: 1 and, more typically, from about 0.4: 1 to about 0.6: 1 (e.g., about 0.5: 1). In addition, according to these modalities, the layer or regions of the first metal generally have a thickness of no more than about 5 atoms of the first metal, typically no more than about 3 atoms of the first metal, and yet more typical, no more than about 2 atoms of the first metal. Additionally or alternatively, the layer or regions of atoms of the second metal generally have a thickness of no more than about 5 atoms of the second metal, typically no more than about 4 atoms of the second metal, more typically no more than than about 3 atoms of the second metal and, more typically, no more than about 2 atoms of the second metal.

A lixiviação extensa de metal a partir de partículas de catalisador para formar partículas de casca de platina-ferro foi observada ocorrer durante a utilização sob certas condições (por exemplo, condições ácidas que prevalecem durante a oxidação de PMIDA). A evidência experimental indica que os catalisadores incluindo partículas de casca de platina-ferro são eficazes para utilização, por exemplo, na oxidação em fase líquida de PMIDA. Assim, em vez de simplesmente se basear na formação da estrutura da casca durante o uso, os catalisadores incluindo partículas de casca de platina-ferro podem ser preparados por um processo geralmente como descrito acima para a preparação de catalisadores de platina-ferro incluindo ainda o tratamento para a lixiviação de metais a partir de uma ou mais partículas do catalisador antes da ou durante o uso do catalisador. Geralmente, o tratamento para a lixiviação de metal para formar partículas de casca de platina-ferro compreendem o contato de um catalisador de platina-ferro com um meio líquido adequado. Tipicamente, o meio líquido é ácido e o catalisador é contatado com o meio líquido a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C, ou pelo menos cerca de 15°C.Extensive leaching of metal from catalyst particles to form platinum-iron shell particles has been observed to occur during use under certain conditions (for example, acidic conditions that prevail during oxidation of PMIDA). Experimental evidence indicates that catalysts including platinum-iron shell particles are effective for use, for example, in liquid phase oxidation of PMIDA. Thus, instead of simply relying on the formation of the shell structure during use, catalysts including platinum-iron shell particles can be prepared by a process generally as described above for the preparation of platinum-iron catalysts including treatment for the leaching of metals from one or more particles of the catalyst before or during the use of the catalyst. Generally, the treatment for metal leaching to form platinum-iron shell particles comprises contacting a platinum-iron catalyst with a suitable liquid medium. Typically, the liquid medium is acidic and the catalyst is contacted with the liquid medium at a temperature of at least about 5 ° C, or at least about 15 ° C.

III. Uso de Catalisadores de OxidaçãoIII. Use of Oxidation Catalysts

Os catalisadores de oxidação da presente invenção podem ser utilizados para reações de oxidação em fase líquida, exemplos de tais reações incluem a oxidação de alcoóis e polióis para formar aldeídos, cetonas e ácidos (por exemplo, a oxidação de 2-propanol para formar acetona, e a oxidação de glicerol para formar o gliceraldeído, di-hidroxiacetona, ou ácido glicérico); a oxidação de aldeídos para formar ácidos (por exemplo, a oxidação de formaldeído para formar ácido fórmico, e a oxidação de furfural para formar ácido 2-furan carboxílico); a oxidação de aminas terciárias para formar aminas secundárias (por exemplo, a oxidação de ácido nitrilotriacético (NTA) de modo a formar ácido iminodiacético (IDA)); a oxidação de aminas secundárias para formar aminas primárias (por exemplo, a oxidação de IDA para formar glicina); e a oxidação de vários ácidos (por exemplo, ácido fórmico ou ácido acético) para formar dióxido de carbono e água.The oxidation catalysts of the present invention can be used for liquid phase oxidation reactions, examples of such reactions include the oxidation of alcohols and polyols to form aldehydes, ketones and acids (for example, the oxidation of 2-propanol to form acetone, and oxidation of glycerol to form glyceraldehyde, dihydroxyacetone, or glycolic acid); the oxidation of aldehydes to form acids (e.g., the oxidation of formaldehyde to form formic acid, and the oxidation of furfural to form 2-furan carboxylic acid); the oxidation of tertiary amines to form secondary amines (for example, the oxidation of nitrilotriacetic acid (NTA) to form iminodiacetic acid (IDA)); the oxidation of secondary amines to form primary amines (for example, the oxidation of IDA to form glycine); and the oxidation of various acids (for example, formic acid or acetic acid) to form carbon dioxide and water.

Os catalisadores descritos acima são especialmente úteis em reações de oxidação em fase líquida a níveis de pH inferiores a 7, e em particular, a níveis de pH inferiores a 3. Uma tal reação é a oxidação de PMIDA ou um s sal da mesma, para formar um produto de N -(fosfonometil) glicina em um ambiente com níveis de pH no intervalo de cerca de 1 até cerca de 2. Esta reação é frequentemente realizada na presença de solventes que solubilizam os metais nobres e, além disso, os reagentes, intermediários ou produtos muitas vezes solubilizam metais nobres.The catalysts described above are especially useful in liquid phase oxidation reactions at pH levels below 7, and in particular, at pH levels below 3. Such a reaction is the oxidation of PMIDA or a salt thereof, for form a product of N - (phosphonomethyl) glycine in an environment with pH levels in the range of about 1 to about 2. This reaction is often carried out in the presence of solvents that solubilize noble metals and, in addition, reagents, intermediates or products often solubilize noble metals.

O catalisador de oxidação aqui divulgado é particularmente adequado para catalisar a oxidação em fase líquida de uma amina terciária para uma amina secundária, por exemplo, na preparação de glifosato e compostos relacionados e derivados. Por exemplo, o substrato de amina terciária pode corresponder a um composto de fórmula I tendo a estrutura:The oxidation catalyst disclosed herein is particularly suitable for catalyzing the liquid phase oxidation of a tertiary amine to a secondary amine, for example, in the preparation of glyphosate and related compounds and derivatives. For example, the tertiary amine substrate can correspond to a compound of formula I having the structure:

R3O.R 3 O.

r4o'r 4 o '

Figure BRPI0911514B1_D0001

(Fórmula I) em que R1 é selecionado a partir do grupo que consiste em R5OC(O)CH2- e R5OCH2CH2-, R2 é selecionado a partir do grupo que consiste em R5OC (O)CH2-, R5OCH2CH2-, hidrocarbila, hidrocarbila substituída, acila, -CHR6PO3R7R8, e CHR9SO3R10, R6, R9 e R11 são selecionados a partir do grupo que consiste em hidrogênio, alquila, halogênio e -NO2, e R3, R4, R5, R7, R8 e são independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em hidrogênio, hidrocarbila, hidrocarbila substituída e um íon metálico. Preferencialmente, R1 compreende R5OC(O)CH2-, R11 é hidrogênio, R5 é selecionado a partir de hidrogênio e de um cátion aceitável em agronomia e R2 é selecionado a partir do grupo que consiste em R5OC(O)CH2-, acila, hidrocarbila e hidrocarbila substituída.(Formula I) where R 1 is selected from the group consisting of R 5 OC (O) CH2- and R 5 OCH2CH 2 -, R 2 is selected from the group consisting of R 5 OC (O) CH 2 -, R 5 OCH2CH2-, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, acyl, -CHR6PO3R 7 R 8 , and CHR 9 SO3R 10 , R 6 , R 9 and R 11 are selected from the group consisting of hydrogen, alkyl, halogen and -NO2, and R 3 , R 4 , R 5 , R 7 , R 8 and are independently selected from the group consisting of hydrogen, hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl and a metal ion. Preferably, R 1 comprises R 5 OC (O) CH2-, R 11 is hydrogen, R 5 is selected from hydrogen and an acceptable cation in agronomy and R 2 is selected from the group consisting of R 5 OC ( O) CH 2 -, acyl, hydrocarbyl and substituted hydrocarbyl.

Como observado acima, o catalisador de oxidação da presente invenção é particularmente adequado para catalisar a clivagem oxidativa de um substrato de PMIDA para formar produto de N-(fosfonometil) glicina. Em uma modalidade, o catalisador é eficaz para a oxidação do subproduto de formaldeído para ácido fórmico, dióxido de carbono e/ou água. Mais particularmente, acredita-se atualmente que os catalisadores da presente invenção podem fornecer melhorias na atividade para a oxidação de PM IDA, formaldeído, e/ou ácido fórmico quando comparado com catalisadores convencionais contendo metal nobre, quer geralmente ou em uma base de peso de metal por unidade.As noted above, the oxidation catalyst of the present invention is particularly suitable for catalyzing the oxidative cleavage of a PMIDA substrate to form N- (phosphonomethyl) glycine product. In one embodiment, the catalyst is effective for oxidizing the formaldehyde by-product to formic acid, carbon dioxide and / or water. More particularly, it is currently believed that the catalysts of the present invention can provide improvements in the activity for the oxidation of PM IDA, formaldehyde, and / or formic acid when compared to conventional catalysts containing noble metal, either generally or on a weight basis of metal per unit.

Como é reconhecido na técnica, a oxidação em fase líquida de substratos de ácido de N-(fosfonometil) iminodiacético pode ser realizada em um sistema de batelada, semi-batelada ou de reator contínuo contendo uma ou mais zonas de reação de oxidação. A(s) zona(s) de reação de oxidação pode ser adequadamente fornecida por várias configurações de reator, incluindo aqueles que têm características de retro-mistura, na fase líquida e, opcionalmente, na fase gasosa também, e aqueles que têm características de fluxo pistonado. As configurações de reatores adequados possuindo características de retro-mistura incluem, por exemplo, reatores de tanques de agitação, reatores loop com bico ejetor (também conhecidos como reatores loop com ejetor tipo Venturi) e reatores de leito fluidizado. As configurações de reatores adequadas tendo características de fluxo pistonado incluem aquelas que possuem um catalisador de leito empacotado ou fixo (por exemplo, reatores de leito gotejante e reatores de coluna de bolhas empacotadas) e reatores de coluna de pasta fluida borbulhante. Reatores de leito fluidizado podem também ser operados de um modo que apresentem características de fluxo pistonado. A configuração do sistema de reator de oxidação, incluindo o número de zonas de reação de oxidação e condições da reação de oxidação não é de importância crítica para a prática da presente invenção. Sistemas de reatores de oxidação e condições de reação de oxidação adequadas para a oxidação catalítica em fase líquida de um substrato de ácido N-(fosfonometil) iminodiacético são bem conhecidos na técnica e descritos, por exemplo, por ebner et al., Patente U.S. n°As is recognized in the art, liquid-phase oxidation of iminodiacetic N- (phosphonomethyl) substrates can be carried out in a batch, semi-batch or continuous reactor system containing one or more oxidation reaction zones. The oxidation reaction zone (s) can be suitably supplied by various reactor configurations, including those that have back-mixing characteristics, in the liquid phase and, optionally, in the gas phase as well, and those that have characteristics of piston flow. Suitable reactor configurations having back-mixing characteristics include, for example, stirring tank reactors, loop reactors with ejector nozzles (also known as loop reactors with Venturi type ejectors) and fluidized bed reactors. Suitable reactor configurations having piston flow characteristics include those that have a packaged or fixed bed catalyst (e.g., drip bed reactors and packaged bubble column reactors) and bubbling slurry column reactors. Fluidized bed reactors can also be operated in a manner that has piston flow characteristics. The configuration of the oxidation reactor system, including the number of oxidation reaction zones and oxidation reaction conditions is not of critical importance to the practice of the present invention. Oxidation reactor systems and oxidation reaction conditions suitable for liquid phase catalytic oxidation of an iminodiacetic N- (phosphonomethyl) substrate are well known in the art and described, for example, by ebner et al., US Patent no. °

6,417,133, por leiber et al., Patente U.S. n° 6,586,621, e por Haupfear et al.,6,417,133, by leiber et al., U.S. Patent No. 6,586,621, and by Haupfear et al.,

Patente U.S. n° 7,015,351, as descrições inteiras das quais sendo incorporadas aqui por referência.U.S. Patent No. 7,015,351, the entire descriptions of which are incorporated herein by reference.

A descrição abaixo divulga, em particular, o uso de catalisadores descritos acima, que atuam como o catalisador para efetuar a divagem oxidativa de um substrato de PMIDA para formar um produto de N(fosfonometil) glicina. Deve ser reconhecido, contudo, que os princípios divulgados abaixo são geralmente aplicáveis a outras reações de oxidação em fase líquida, especialmente aquelas em níveis de pH inferiores a 7 e aquelas envolvendo solventes, reagentes, intermediários ou produtos que solubilizam metais nobres.The description below discloses, in particular, the use of catalysts described above, which act as the catalyst to effect the oxidative dividing of a PMIDA substrate to form an N (phosphonomethyl) glycine product. It must be recognized, however, that the principles disclosed below are generally applicable to other liquid phase oxidation reactions, especially those at pH levels below 7 and those involving solvents, reagents, intermediates or products that solubilize noble metals.

Para começar a reação de oxidação de PMIDA, é preferível 10 carregar o reator com substrato de PMIDA, catalisador, e um solvente, na presença de oxigênio. O solvente é mais preferencialmente água, apesar de outros solventes (por exemplo, ácido acético glacial) serem igualmente adequados.To start the PMIDA oxidation reaction, it is preferable to load the reactor with PMIDA substrate, catalyst, and a solvent, in the presence of oxygen. The solvent is most preferably water, although other solvents (for example, glacial acetic acid) are also suitable.

A reação pode ser realizada em uma ampla variedade de 15 sistemas de reator em batelada, semi-batelada e contínuos. A configuração do reator não é crítica. Configurações de reatores convencionais adequadas incluem, por exemplo, reatores de tanques de agitação, reatores de leito fixo, reatores de leito gotejante, reatores de leito fluidizado, reatores de fluxo de bolhas, os reatores de fluxo pistonado e os reatores de fluxo paralelo.The reaction can be carried out in a wide variety of 15 batch, semi-batch and continuous reactor systems. The reactor configuration is not critical. Suitable conventional reactor configurations include, for example, agitation tank reactors, fixed bed reactors, drip bed reactors, fluidized bed reactors, bubble flow reactors, piston flow reactors and parallel flow reactors.

Quando conduzido em um sistema de reator contínuo, o tempo de residência na zona de reação pode variar amplamente dependendo do catalisador específico e das condições empregadas. Tipicamente, o tempo de residência pode variar em um intervalo de cerca de 3 a cerca de 120 minutos. Preferencialmente, o tempo de residência é de cerca de 5 a cerca de 90 minutos, e mais preferencialmente de cerca de 5 a cerca de 60 minutos. Quando conduzida em um reator de batelada, o tempo de reação, tipicamente, varia ao longo do intervalo de cerca de 15 a cerca de 120 minutos. Preferencialmente, o tempo de reação é de cerca de 20 a cerca de 90 minutos, e mais preferencialmente de cerca de 30 até cerca de 60 minutos.When conducted in a continuous reactor system, the residence time in the reaction zone can vary widely depending on the specific catalyst and the conditions employed. Typically, the residence time can range from about 3 to about 120 minutes. Preferably, the residence time is about 5 to about 90 minutes, and more preferably about 5 to about 60 minutes. When conducted in a batch reactor, the reaction time typically varies over the range of about 15 to about 120 minutes. Preferably, the reaction time is about 20 to about 90 minutes, and more preferably about 30 to about 60 minutes.

Em um amplo sentido, a reação de oxidação pode ser praticada de acordo com a presente invenção em um amplo intervalo de temperaturas, e em pressões que variam desde uma pressão superior à pressão atmosférica até uma pressão a inferior a pressão atmosférica. O uso de condições suaves (por exemplo, a temperatura ambiente e a pressão atmosférica) tem vantagens comerciais óbvias na medida em que um equipamento mais barato pode ser usado. Contudo, operando em temperaturas mais elevadas e pressões superiores a pressão atmosférica, ao aumentar os requisitos de capital, tende-se a melhorar a transferência de fase entre a fase líquida e a gasosa e aumentar a taxa de reação de oxidação de PM IDA.In a broad sense, the oxidation reaction can be practiced according to the present invention over a wide range of temperatures, and at pressures ranging from a pressure above atmospheric pressure to a pressure below atmospheric pressure. The use of mild conditions (for example, room temperature and atmospheric pressure) has obvious commercial advantages in that cheaper equipment can be used. However, operating at higher temperatures and pressures higher than atmospheric pressure, by increasing the capital requirements, there is a tendency to improve the phase transfer between the liquid and the gaseous phase and to increase the oxidation reaction rate of PM IDA.

Preferencialmente, a reação de oxidação de PM IDA é conduzida a uma temperatura de cerca de 20 até cerca de 180°C, mais preferencialmente de cerca de 50 até cerca de 140°C, e mais preferencialmente de cerca de 80 até cerca de 110°C. Em temperaturas superiores a cerca de 180°C as matérias primas tendem a começar a decompor-se lentamente.Preferably, the PM IDA oxidation reaction is conducted at a temperature of about 20 to about 180 ° C, more preferably from about 50 to about 140 ° C, and more preferably from about 80 to about 110 ° Ç. At temperatures above 180 ° C the raw materials tend to start to decompose slowly.

A pressão usada durante a oxidação de PMIDA geralmente depende da temperatura usada. De preferência, a pressão é suficiente para evitar que a mistura reacional borbulhe. Se um gás contendo oxigênio é usado como a fonte de oxigênio, a pressão também, de preferência, é adequada para fazer com que o oxigênio se dissolva na mistura reacional a uma taxa suficiente de modo a que a oxidação de PMIDA não seja limitada devido a um insuficiente fornecimento de oxigênio. A pressão é de preferência pelo menos igual a pressão atmosférica. Mais preferencialmente, a pressão é de cerca de 30 a cerca de 500 psig, e mais preferencialmente de cerca de 30 até cerca de 130 psig.The pressure used during PMIDA oxidation generally depends on the temperature used. Preferably, the pressure is sufficient to prevent the reaction mixture from bubbling. If an oxygen-containing gas is used as the oxygen source, the pressure is also preferably suitable to cause the oxygen to dissolve in the reaction mixture at a sufficient rate so that PMIDA oxidation is not limited due to an insufficient supply of oxygen. The pressure is preferably at least equal to atmospheric pressure. More preferably, the pressure is from about 30 to about 500 psig, and more preferably from about 30 to about 130 psig.

A concentração do catalisador preparado de acordo com a presente invenção na mistura reacional é, de preferência, de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso ([massa de catalisador/ massa total de reação] x 100%). Mais preferencialmente, a concentração do catalisador é, de preferência, entre cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso, ainda mais preferencialmente de cerca de 0,2 a cerca de 5% em peso e, mais preferencialmente, de cerca de 0,3 a cerca de 1,5% em peso. Concentrações maiores do que cerca de 10% em peso são difíceis de filtrar.The concentration of the catalyst prepared according to the present invention in the reaction mixture is preferably from about 0.1 to about 10% by weight ([mass of catalyst / total reaction mass] x 100%). More preferably, the concentration of the catalyst is preferably between about 0.1 to about 5% by weight, even more preferably from about 0.2 to about 5% by weight and, more preferably, about 0.3 to about 1.5% by weight. Concentrations greater than about 10% by weight are difficult to filter.

Por outro lado, as concentrações inferiores a cerca de 0,1% em peso tendem produzem taxas de reação inaceitavelmente baixas.On the other hand, concentrations below about 0.1% by weight tend to produce unacceptably low reaction rates.

Como observado, os catalisadores preparados de acordo com os métodos da presente invenção fornecem uma eficiente utilização de metal. Assim, os catalisadores da presente invenção podem fornecer atividade suficiente em cargas mais baixas de catalisador em comparação com as cargas associadas com catalisadores convencionais contendo metais nobres. Consequentemente, as cargas de catalisadores, de acordo com a presente invenção, podem adequadamente estar no limite inferior, ou próximas ao limites inferiores, dos intervalos observados acima. No entanto, deve ser entendido que a utilização de uma carga de catalisador menor não é um aspecto crítico da presente invenção. De fato, um aspecto adicional da presente invenção envolve a utilização de catalisadores da presente invenção em carregamentos semelhantes aos associados com os catalisadores convencionais contendo um metal nobre ao fornecer atividade catalítica melhorada com base nos melhoramentos na utilização de metal.As noted, catalysts prepared according to the methods of the present invention provide efficient use of metal. Thus, the catalysts of the present invention can provide sufficient activity at lower catalyst loads as compared to the charges associated with conventional catalysts containing noble metals. Consequently, the catalyst loads according to the present invention can suitably be at the lower limit, or close to the lower limit, of the ranges noted above. However, it should be understood that the use of a smaller catalyst load is not a critical aspect of the present invention. In fact, a further aspect of the present invention involves the use of catalysts of the present invention in fillers similar to those associated with conventional catalysts containing a noble metal in providing improved catalytic activity based on improvements in the use of metal.

A concentração de substrato de PMIDA na corrente de alimentação não é crítica. O uso de uma solução saturada de substrato de PMIDA em água é preferido, embora por razões de facilidade de operação, o processo seja também operável com concentrações maiores ou menores de substrato de PMIDA na corrente de alimentação. Se o catalisador estiver presente na mistura reacional em uma forma finamente dividida, é preferível usar uma concentração de reagentes tal que todos os reagentes e o produto de N-(fosfonometil)glicina permaneçam em solução para que o catalisador possa ser recuperado para reutilização, por exemplo, por filtração. Por outro lado, maiores concentrações tendem a aumentar a produtividade total do reator. Altemativamente, se o catalisador estiver presente como uma fase estacionária através da qual o meio de reação e a fonte de oxigênio são passados, pode ser possível usar maiores concentrações de reagentes de tal modo que uma porção produto de N-(fosfonometil) glicina precipita.The concentration of PMIDA substrate in the feed stream is not critical. The use of a saturated solution of PMIDA substrate in water is preferred, although for reasons of ease of operation, the process is also operable with higher or lower concentrations of PMIDA substrate in the feed stream. If the catalyst is present in the reaction mixture in a finely divided form, it is preferable to use a concentration of reagents such that all reagents and the N- (phosphonomethyl) glycine product remain in solution so that the catalyst can be recovered for reuse, for example. example, by filtration. On the other hand, higher concentrations tend to increase the total productivity of the reactor. Alternatively, if the catalyst is present as a stationary phase through which the reaction medium and oxygen source are passed, it may be possible to use higher concentrations of reagents in such a way that a product portion of N- (phosphonomethyl) glycine precipitates.

Normalmente, uma concentração de substrato de PMIDA até cerca de 50% em peso ([massa de substrato de PMIDA/massa de reação total] x 100%) pode ser usada (especialmente a uma temperatura de reação entre cerca de 20 a cerca de 180°C). De preferência, uma concentração de substrato de PMIDA de até cerca de 25% por peso é usada (particularmente a uma temperatura de reação de cerca de 60 a cerca de 150°C). Mais preferencialmente, uma concentração de substrato de PMIDA de cerca de 12 a cerca de 18% em peso é usada (particularmente a uma temperatura de reação de cerca de 100 a cerca de 130°C). Concentrações de substrato de PMIDA abaixo de 12% em peso podem ser usadas, mas são menos econômicas porque uma carga relativamente baixa de produto de N-(fosfo10 nometil) glicina é produzida em cada ciclo do reator e mais água tem que ser removido e mais energia usada por unidade de produto de N-(fosfonometil) glicina produzida. Temperaturas de reação relativamente baixas (isto é, temperaturas inferiores a 100°C) muitas vezes tendem a ser menos vantajosas porque a solubilidade do substrato de PMIDA e a do produto deTypically, a concentration of PMIDA substrate up to about 50% by weight ([PMIDA substrate mass / total reaction mass] x 100%) can be used (especially at a reaction temperature between about 20 to about 180 ° C). Preferably, a PMIDA substrate concentration of up to about 25% by weight is used (particularly at a reaction temperature of about 60 to about 150 ° C). More preferably, a PMIDA substrate concentration of about 12 to about 18% by weight is used (particularly at a reaction temperature of about 100 to about 130 ° C). PMIDA substrate concentrations below 12% by weight can be used, but are less economical because a relatively low product load of N- (phospho10 nomethyl) glycine is produced in each reactor cycle and more water has to be removed and more energy used per product unit of N- (phosphonomethyl) glycine produced. Relatively low reaction temperatures (ie, temperatures below 100 ° C) often tend to be less advantageous because the solubility of the PMIDA substrate and that of the product of

N-(fosfonometil) glicina são ambas relativamente baixas a tais temperaturas.N- (phosphonomethyl) glycine are both relatively low at such temperatures.

A fonte de oxigênio para a reação de oxidação de PMIDA pode ser qualquer gás que contenha oxigênio, ou um líquido que compreenda oxigênio dissolvido. De preferência, a fonte de oxigênio é um gás contendo oxigênio. Como usado aqui, um gás contendo oxigênio é qualquer mistura gasosa contendo oxigênio molecular a qual pode opcionalmente compreender um ou mais diluentes que não são reativos com o oxigênio ou com o reagente ou produto sob as condições de reação.The oxygen source for the PMIDA oxidation reaction can be any gas that contains oxygen, or a liquid that comprises dissolved oxygen. Preferably, the oxygen source is an oxygen-containing gas. As used herein, an oxygen-containing gas is any gas mixture containing molecular oxygen which may optionally comprise one or more diluents that are not reactive with oxygen or the reagent or product under the reaction conditions.

exemplos de tais gases são o ar, oxigênio molecular pura, ou oxigênio molecular, diluído com hélio, argônio, nitrogênio ou outros gases não oxidante. Por razões econômicas, a fonte de oxigênio de maior preferência é o ar, ar enriquecido com oxigênio, ou oxigênio molecular pura.examples of such gases are air, pure molecular oxygen, or molecular oxygen, diluted with helium, argon, nitrogen or other non-oxidizing gases. For economic reasons, the most preferred oxygen source is air, oxygen-enriched air, or pure molecular oxygen.

O oxigênio pode ser introduzido por quaisquer meios convencionais para o meio reacional de uma maneira que mantenha a concentração de oxigênio na mistura reacional em um nível desejado. Se um gás contendo oxigênio é usado, ele é preferencialmente introduzido no meio reacional de uma maneira que maximiza o contato do gás com a solução reacional. Tal contato pode ser obtido, por exemplo, pela dispersão do gás através de um difusor, tal como uma frita porosa ou por agitação, agitação, ou por outros métodos conhecidos por aqueles versados na técnica.Oxygen can be introduced by any conventional means to the reaction medium in a way that maintains the oxygen concentration in the reaction mixture at a desired level. If an oxygen-containing gas is used, it is preferably introduced into the reaction medium in a way that maximizes the contact of the gas with the reaction solution. Such contact can be obtained, for example, by dispersing the gas through a diffuser, such as a porous frit or by stirring, stirring, or by other methods known to those skilled in the art.

A taxa de alimentação de oxigênio é, de preferência, tal que a velocidade de reação de oxidação de PMIDA não é limitada pelo fornecimento de oxigênio. Se a concentração de oxigênio dissolvido é muito alta, contudo, a superfície do catalisador tende a tornar-se desvantajosamente oxidada, que, por sua vez, tende a conduzir a mais lixiviação de metal nobre presente no catalisador e a atividade de formaldeído diminuída (que, por sua vez, conduz a mais NMG sendo produzido). Geralmente, é preferido o uso de uma taxa de alimentação de oxigênio, de tal modo que pelo menos cerca de 40% do oxigênio é utilizado. Mais preferencialmente, a taxa de alimentação de oxigênio é tal que pelo menos cerca de 60% do oxigênio é utilizado. Ainda mais preferencialmente, a taxa de alimentação de oxigênio é tal que pelo menos cerca de 80% do oxigênio é utilizado. Mais preferencialmente, a taxa é tal que pelo menos cerca de 90% do oxigênio é utilizado. Como aqui é usado, o percentual de oxigênio utilizada é igual a: (taxa de consumo de oxigênio total/taxa de alimentação de oxigênio) x 100%. O termo taxa de consumo de oxigênio total significa a soma de: (I) a taxa de consumo de oxigênio (Ri) da reação de oxidação do substrato de PMIDA para formar produto de N-(fosfonometil) glicina e formaldeído, (ii) a taxa de consumo de oxigênio (Rii) da reação de oxidação de formaldeído para formar ácido fórmico, e (iii) a taxa de consumo de oxigênio (Riii) da reação de oxidação de ácido fórmico para formar dióxido de carbono e água.The oxygen feed rate is preferably such that the oxidation reaction rate of PMIDA is not limited by the oxygen supply. If the dissolved oxygen concentration is too high, however, the catalyst surface tends to become disadvantageously oxidized, which in turn tends to lead to more leaching of noble metal present in the catalyst and decreased formaldehyde activity (which , in turn, leads to more NMG being produced). Generally, it is preferred to use an oxygen feed rate, such that at least about 40% of the oxygen is used. Most preferably, the oxygen feed rate is such that at least about 60% of the oxygen is used. Even more preferably, the oxygen feed rate is such that at least about 80% of the oxygen is used. Most preferably, the rate is such that at least about 90% of the oxygen is used. As used here, the percentage of oxygen used is equal to: (total oxygen consumption rate / oxygen supply rate) x 100%. The term total oxygen consumption rate means the sum of: (I) the oxygen consumption rate (Ri) of the oxidation reaction of the PMIDA substrate to form a product of N- (phosphonomethyl) glycine and formaldehyde, (ii) a oxygen consumption rate (Rii) of the formaldehyde oxidation reaction to form formic acid, and (iii) the oxygen consumption rate (Riii) of the formic acid oxidation reaction to form carbon dioxide and water.

Em várias modalidades desta invenção, o oxigênio é alimentado no interior do reator como descrito acima, até que o volume substrato de PMIDA tenha sido oxidado, e depois uma taxa de alimentação de oxigênio reduzida é usado. Esta taxa de alimentação reduzida é usada, de preferência, depois que cerca de 75% do substrato de PMIDA tenha sido consumido. Mais preferencialmente, a taxa de alimentação reduzida é usada depois que cerca de 80% do substrato de PMIDA tenha sido consumido. Quando o oxigênio é fornecido como oxigênio puro ou ar enriquecido com oxigênio, uma taxa de alimentação reduzida pode ser conseguida pela purga do reator com (não enriquecido) ar, de preferência, em uma taxa de alimentação volumétrica que não é maior do que a taxa volumétrica a qual o oxigênio molecular ou ar enriquecido com oxigênio puro foi alimentado antes da purga de ar. A taxa reduzida de alimentação de oxigênio, de preferência, é mantida por cerca de 2 a cerca de 40 minutos, mais preferencialmente por cerca de 5 a cerca de 20 minutos, e mais preferencialmente por cerca de 5 a cerca de 15 minutos. Enquanto o oxigênio está sendo alimentado em taxa reduzida, a temperatura é, de preferência, mantida na mesma temperatura ou em uma temperatura inferior à temperatura na qual a reação foi conduzida antes da purga de ar. Do mesmo modo, a pressão é mantida à mesma ou em uma pressão menor do que a pressão na qual a reação foi conduzida antes da purga de ar. O uso de uma taxa reduzida de alimentação de oxigênio próxima da extremidade da reação de PMIDA permite que a quantidade de formaldeído residual presente na solução de reação seja reduzida sem a produção de quantidades prejudiciais de AMPA por meio da oxidação do produto de N- (fosfonometil) glicina.In various embodiments of this invention, oxygen is fed into the reactor as described above, until the substrate volume of PMIDA has been oxidized, and then a reduced oxygen feed rate is used. This reduced feed rate is used, preferably, after about 75% of the PMIDA substrate has been consumed. Most preferably, the reduced feed rate is used after about 80% of the PMIDA substrate has been consumed. When oxygen is supplied as pure oxygen or oxygen-enriched air, a reduced feed rate can be achieved by purging the reactor with (not enriched) air, preferably at a volumetric feed rate that is not greater than the rate volume to which the molecular oxygen or air enriched with pure oxygen was fed before the air purge. The reduced rate of oxygen supply is preferably maintained for about 2 to about 40 minutes, more preferably for about 5 to about 20 minutes, and most preferably for about 5 to about 15 minutes. While oxygen is being fed at a reduced rate, the temperature is preferably kept at the same temperature or below the temperature at which the reaction was conducted before the air purge. Likewise, the pressure is maintained at the same or at a lower pressure than the pressure at which the reaction was conducted before purging the air. The use of a reduced rate of oxygen supply near the end of the PMIDA reaction allows the amount of residual formaldehyde present in the reaction solution to be reduced without producing harmful amounts of AMPA through the oxidation of the N- (phosphonomethyl) product ) glycine.

As perdas reduzidas de metal nobre podem ser observadas com esta invenção se um agente dé redução de sacrifício for mantido ou introduzido na solução reacional. Agentes redutores adequados incluem formaldeído, ácido fórmico, e acetaldeído. Mais preferencialmente, ácido fórmico, formaldeído, ou misturas dos mesmos são usados. Experiências conduzidas de acordo com a presente invenção indicam que se pequenas quantidades de ácido fórmico, formaldeído, ou uma combinação dos mesmos forem adicionadas à solução reacional, o catalisador irá, preferencialmente, efetuar a oxidação do ácido fórmico ou formaldeído antes de efetuar a oxidação do substrato de PMIDA e, subsequentemente, será mais ativo em efetuar a oxidação de ácido fórmico e formaldeído durante a oxidação de PMIDA. De preferência, entre cerca de 0,01 a cerca de 5% em peso ([massa de ácido fórmico, formaldeído ou uma combinação dos mesmos/ massa de reação total] x 100%) de agente redutor de sacrifício é adicionado, mais preferencialmente, de cerca de 0,01 a cerca de 3% em peso de agente de redução de sacrifício é adicionado, e mais preferencialmente de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso do agente de redução de sacrifício é adicionado.Reduced noble metal losses can be observed with this invention if a sacrificial reducing agent is maintained or introduced into the reaction solution. Suitable reducing agents include formaldehyde, formic acid, and acetaldehyde. More preferably, formic acid, formaldehyde, or mixtures thereof are used. Experiments conducted in accordance with the present invention indicate that if small amounts of formic acid, formaldehyde, or a combination of them are added to the reaction solution, the catalyst will preferably oxidize formic acid or formaldehyde before oxidizing the substrate of PMIDA and, subsequently, will be more active in effecting the oxidation of formic acid and formaldehyde during the oxidation of PMIDA. Preferably, between about 0.01 to about 5% by weight ([mass of formic acid, formaldehyde or a combination thereof / total reaction mass] x 100%) of sacrificial reducing agent is added, more preferably, from about 0.01 to about 3% by weight of the sacrificial reducing agent is added, and more preferably from about 0.01 to about 1% by weight of the sacrificial reducing agent is added.

Em certas modalidades, o ácido fórmico e o formaldeído que não reagiram são reciclados de volta para a mistura reacional para uso em ciclos subsequentes. Neste exemplo, uma corrente de reciclagem aquosa compreendendo uma solução de formaldeído e/ou ácido fórmico pode também ser utilizada para solubilizar o substrato de PMIDA nos ciclos subsequentes. Essa corrente de reciclagem pode ser gerada pela evaporação de água, formaldeído e ácido fórmico a partir da mistura reacional da oxidação de modo a concentrar e/ou cristalizar o produto de N(fosfonometil) glicina. O condensado de topo contendo formaldeído e ácido fórmico pode ser adequado para a reciclagem.In certain embodiments, unreacted formic acid and formaldehyde are recycled back to the reaction mixture for use in subsequent cycles. In this example, an aqueous recycling stream comprising a solution of formaldehyde and / or formic acid can also be used to solubilize the PMIDA substrate in subsequent cycles. This recycling stream can be generated by the evaporation of water, formaldehyde and formic acid from the oxidation reaction mixture in order to concentrate and / or crystallize the N (phosphonomethyl) glycine product. The top condensate containing formaldehyde and formic acid may be suitable for recycling.

Tipicamente, a concentração de N- (fosfonometil) glicina na mistura do produto pode ser tão elevada como 40% em peso, ou superior. Preferencialmente, a concentração de N- (fosfonometil) glicina é de cerca de 5 a cerca de 40%, mais preferencialmente de cerca de 8 a cerca de 30%, e ainda mais preferencialmente de cerca de 9 a cerca de 15%. As concentrações de formaldeído na mistura do produto são tipicamente menos que cerca de 0,5% em peso, mais preferencialmente menos que cerca de 0,3%, e ainda mais preferencialmente menos que cerca de 0,15%.Typically, the concentration of N- (phosphonomethyl) glycine in the product mixture can be as high as 40% by weight, or higher. Preferably, the concentration of N- (phosphonomethyl) glycine is about 5 to about 40%, more preferably about 8 to about 30%, and even more preferably about 9 to about 15%. The concentrations of formaldehyde in the product mixture are typically less than about 0.5% by weight, more preferably less than about 0.3%, and even more preferably less than about 0.15%.

Após a oxidação, o catalisador é, preferencialmente, subseqüentemente separado por filtração. O produto de N-(fosfonometil) glicina pode então ser isolado por precipitação, por exemplo, pela evaporação de uma porção da água e do resfriamento.After oxidation, the catalyst is preferably subsequently separated by filtration. The N- (phosphonomethyl) glycine product can then be isolated by precipitation, for example, by evaporating a portion of the water and cooling.

Em certas modalidades, deve ser reconhecido que o catalisador da presente invenção tem a capacidade de ser reutilizado ao longo de vários ciclos, dependendo de quão oxidada a sua superfície se torna com o uso. Mesmo depois de o catalisador se tornar muito oxidado, ele pode ser reutilizado ao ser reativado. Para reativar um catalisador com uma superfície fortemente oxidada, a superfície, de preferência, é primeiramente lavada para remover os produtos orgânicos a partir da superfície. Então, de preferência, é reduzida do mesmo modo que um catalisador é reduzido após o metal nobre ser depositado sobre a superfície do suporte, tal como descrito acima.In certain embodiments, it must be recognized that the catalyst of the present invention has the ability to be reused over several cycles, depending on how oxidized its surface becomes with use. Even after the catalyst has become very oxidized, it can be reused when reactivated. To reactivate a catalyst with a strongly oxidized surface, the surface is preferably washed first to remove organic products from the surface. Then, preferably, it is reduced in the same way that a catalyst is reduced after the noble metal is deposited on the surface of the support, as described above.

Os catalisadores contendo metal nobre incluindo um substrato poroso tratado preparado pelo presente método podem também ser usados em combinação com um promotor suplementar, tal como descrito, por exemplo, na patente U.S. n° 6,586,621, Patente U.S. n° 6,963,009, cujos conteúdos completos são aqui incorporados por referência, para todos os propósitos relevantes.Noble metal-containing catalysts including a porous treated substrate prepared by the present method can also be used in combination with a supplemental promoter, as described, for example, in US Patent No. 6,586,621, US Patent No. 6,963,009, the complete contents of which are here incorporated by reference, for all relevant purposes.

O produto de N- (fosfonometil) glicina preparado de acordo com a presente invenção pode ser ainda processado de acordo com muitos métodos bem conhecidos na técnica, para produzir os sais agronomic-mente aceitáveis de N-(fosfonometil) glicina, comumente utilizados em composições herbicidas de glifosato. Tal como usado aqui, um sal aceitável agronomicamente é definido como um sal que contém um cátion(s) que permite a atividade herbicida útil agricolamente e economicamente de um ânion de N-(fosfonometil) glicina. Esse cátion pode ser, por exemplo, um cátion de metal alcalino (por exemplo, um íon sódio ou íon potássio), um íon de amônio, um íon de amônio de isopropila, um íon de tetra-alquilamônio, um íon trialquil sulfônio, uma amina primária protonada, uma amina secundária protonada, ou uma amina terciária protonada.The N- (phosphonomethyl) glycine product prepared according to the present invention can be further processed according to many methods well known in the art, to produce the agronomically acceptable salts of N- (phosphonomethyl) glycine, commonly used in compositions glyphosate herbicides. As used herein, an agronomically acceptable salt is defined as a salt that contains a cation (s) that allows the agriculturally and economically useful herbicidal activity of an N- (phosphonomethyl) glycine anion. This cation can be, for example, an alkali metal cation (for example, a sodium or potassium ion), an ammonium ion, an isopropyl ammonium ion, a tetraalkylammonium ion, a trialkyl sulfonium ion, a protonated primary amine, protonated secondary amine, or protonated tertiary amine.

IV, Modalidades AdicionaisIV, Additional Modalities

A. O bloqueio de porosA. The pore blockage

No que refere-se a disposição ou deposição de um composto bloqueador de poros dentro dos poros do substrato como detalhado aqui em outra parte, deve ser notado que a presente invenção não está limitada a disposição ou deposição de um composto bloqueador de poros dentro dos poros de substrato menores (por exemplo, microporos). Ou seja, várias modalidades da presente invenção são dirigidas para a disposição ou deposição de um bloqueador de poros dentro dos poros de um intervalo de tamanho maior ou intermediário. Deste modo, várias modalidades da presente invenção fornecem oportunidades adicionais para controlar os tamanhos de poros que são bloqueados (ou seja, outras oportunidades para controlar, ou ajustar o bloqueio dos poros). Por exemplo, além dos microporos, os suportes de carbono poroso que podem ser tratados pelo presente método têm poros de dimensões maiores (por exemplo, poros com uma dimensão maior que cerca de 20Â a cerca de 3000 Â).With regard to the disposition or deposition of a pore blocking compound within the pores of the substrate as detailed here elsewhere, it should be noted that the present invention is not limited to the disposition or deposition of a pore blocking compound within the pores smaller substrates (for example, micropores). That is, several embodiments of the present invention are directed to the disposition or deposition of a pore blocker within the pores of a larger or intermediate size range. In this way, various embodiments of the present invention provide additional opportunities to control the pore sizes that are blocked (i.e., other opportunities to control, or adjust the pore blockage). For example, in addition to micropores, the porous carbon supports that can be treated by the present method have larger pores (for example, pores larger than about 20Â to about 3000Â).

A disposição ou deposição de um agente bloqueador de poros dentro dos poros de um tamanho acima do intervalo de tamanhos de microporo prossegue geralmente de acordo com o método acima descrito. Por exemplo, o substrato pode ser contatado com o composto bloqueador de poros e/ou um ou mais precursores. Adicionaimente, ainda de acordo com o método descrito acima, o bloqueador de poros pode ser mantido dentro dos poros alvos em virtude de exibir pelo menos uma dimensão maior do que as aberturas dos poros alvos. E independentemente de se o agente bloqueador de poros é introduzido nos poros alvos ou é formado in situ, o bloqueador de poros pode ser mantido dentro dos poros alvos em virtude de uma disposição conformacional do bloqueador de poros.The disposition or deposition of a pore blocking agent within the pores of a size above the micropore size range generally proceeds according to the method described above. For example, the substrate can be contacted with the pore blocking compound and / or one or more precursors. Additionally, still according to the method described above, the pore blocker can be kept within the target pores by virtue of exhibiting at least one dimension larger than the openings of the target pores. And regardless of whether the pore blocking agent is introduced into the target pores or is formed in situ, the pore blocker can be kept within the target pores by virtue of a conformational arrangement of the pore blocker.

Como observado acima, quando os poros relativamente pequenos são alvos do bloqueador de poros, o bloqueador de poros pode entrar nos poros não- alvos e subsequentemente sair dos mesmos (por exemplo, em virtude do contato com um meio líquido de lavagem). Deve ser notado que um bloqueador de poros que tem como alvo um tamanho grande e/ou intermediário não pode entrar nos poros menores que os poros alvos. No entanto, isso não tem impacto no objetivo de bloquear os poros de tamanho grande e/ou intermediário.As noted above, when relatively small pores are targeted by the pore blocker, the pore blocker can enter the non-target pores and subsequently leave them (for example, due to contact with a liquid washing medium). It should be noted that a pore blocker that targets a large and / or intermediate size cannot enter the pores smaller than the target pores. However, this has no impact on the goal of blocking large and / or intermediate pores.

Acredita-se atualmente que uma variedade de compostos é adequada como compostos bloqueadores de poros para o propósito de bloquear os poros acima do intervalo de tamanho dos microporos. Por exemplo, o bloqueador de poros pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em vários polímeros hidrofílicos (por exemplo, polietileno glicóis de vários), e combinações dos mesmos.It is currently believed that a variety of compounds are suitable as pore blocking compounds for the purpose of blocking pores above the micropore size range. For example, the pore blocker can be selected from the group consisting of various hydrophilic polymers (for example, polyethylene glycols of various), and combinations thereof.

Em várias modalidades, o bloqueador de poros de tamanho grande e/ou intermediário pode compreender o produto de uma reação entre um ou mais precursores de compostos bloqueadores de poros. Por exemplo, foi observado que o produto de acoplamento de uma cetona e um álcool dihídrico pode ser utilizado como um bloqueador de poros.In various embodiments, the large and / or intermediate pore blocker may comprise the product of a reaction between one or more precursors of pore blocking compounds. For example, it has been observed that the coupling product of a ketone and a dihydric alcohol can be used as a pore blocker.

Tal como com os microporos como observados acima, acreditase que a presença do composto bloqueador de poros dentro dos poros alvos fora do domínio dos microporos fará com que pelo menos uma porção dos poros bloqueados apareça como uma porção não porosa do substrato durante as medições de área superficial reduzindo, desse modo, a proporção da área superficial que poderia, de outro modo, ser fornecida por poros alvos se eles não fossem bloqueados. Acredita-se atualmente que este bloqueio de poros alvos fornece uma redução na área superficial do substrato tratado fornecida pelos poros alvo. Por exemplo, em várias modalidades, a área superficial do substrato tratado fornecida pelos poros fora (ou seja, acima), do intervalo de tamanho do microporo é, geralmente, não mais que cerca de 80% ou não mais que cerca de 70% da área superficial do substrato fornecido por estes poros antes do tratamento. Tipicamente, a área superficial do substrato tratado fornecida por poros alvos é não mais do que cerca de 60% e mais tipicamente não mais do que cerca de 50% da área superficial do substrato fornecida por estes poros antes do tratamento.As with the micropores as noted above, it is believed that the presence of the pore blocking compound within the target pores outside the micropore domain will cause at least a portion of the blocked pores to appear as a non-porous portion of the substrate during area measurements. surface, thereby reducing the proportion of surface area that could otherwise be provided by target pores if they were not blocked. It is currently believed that this blocking of target pores provides a reduction in the surface area of the treated substrate provided by the target pores. For example, in various embodiments, the surface area of the treated substrate provided by the pores outside (ie, above) the micropore size range is generally no more than about 80% or no more than about 70% of the surface area of the substrate supplied by these pores before treatment. Typically, the surface area of the treated substrate provided by target pores is not more than about 60% and more typically not more than about 50% of the substrate surface area provided by these pores prior to treatment.

B. Bloqueio de Poros do Catalisador PorosoB. Porous Blocking of the Porous Catalyst

Como observado, a persistência do bloqueador de poros em substratos tratados da presente invenção não é crítica para fornecer as vantagens descritas acima (por exemplo, uma proporção reduzida de cristalitos de metal na superfície de um suporte de carbono poroso entre poros relativamente pequenos da superfície do substrato). E atualmente acredita-se que o bloqueador de poros é muito provavelmente decomposto e/ou, de outro modo, removido da superfície do substrato antes da calcinação. Em várias modalidades alternativas, os métodos para o tratamento de substratos porosos pode ser aplicado ao tratamento de catalisadores acabados. Por exemplo, os catalisadores contendo um metal nobre depositado em um suporte de carbono podem ser tratados pela deposição de um bloqueador de poros na superfície do catalisador no interior dos seus poros relativamente pequenos. Acredita-se atualmente que a presença do bloqueador de poros dentro dos poros relativamente pequenos pode promover o contato preferencial de reagentes com o metal depositado entre as regiões de poros com tamanho grande e intermediário dentro do qual o metal depositado é mais acessível aos reagentes. Desta maneira, a conversão dos reagentes em produtos pode ser promovida por redução da proporção de reagentes que contata o metal depositado entre as regiões porosas relativamente pequenas nas quais o metal depositado pode ser relativamente inacessível para os reagentes. A título de exemplo adicional, acredita-se atualmente que o tratamento de catalisadores suportados em carbono adequados para a preparação de DSIDA a partir de DEA, de acordo com os métodos detalhados, fornece catalisadores incluindo uma proporção reduzida de metal nobre exposto e, por consequência, subproduto reduzido (por exemplo, glicina e/ou oxalato). No entanto, deve ser entendido que o tratamento do catalisador acabado (isto é, carbono ou um metal contendo carvão com um ou mais metais depositados no mesmo) não é um aspecto crítico da invenção e que os catalisadores preparados usando substratos tratados pelos presentes métodos provaram ser catalisadores eficazes.As noted, the persistence of the pore blocker on treated substrates of the present invention is not critical to providing the advantages described above (for example, a reduced proportion of metal crystallites on the surface of a porous carbon support between relatively small pores of the surface of the substrate). And it is currently believed that the pore blocker is most likely to decompose and / or otherwise removed from the substrate surface prior to calcination. In various alternative embodiments, methods for treating porous substrates can be applied to the treatment of finished catalysts. For example, catalysts containing a noble metal deposited on a carbon support can be treated by depositing a pore blocker on the surface of the catalyst inside their relatively small pores. It is currently believed that the presence of the pore blocker within the relatively small pores may promote the preferential contact of reagents with the deposited metal between the pore regions with large and intermediate size within which the deposited metal is more accessible to the reagents. In this way, the conversion of reagents into products can be promoted by reducing the proportion of reagents that contact the deposited metal between the relatively small porous regions in which the deposited metal may be relatively inaccessible to the reagents. As an additional example, it is currently believed that the treatment of carbon supported catalysts suitable for the preparation of DSIDA from DEA, according to the detailed methods, provides catalysts including a reduced proportion of exposed noble metal and, as a result, , reduced by-product (eg glycine and / or oxalate). However, it should be understood that the treatment of the finished catalyst (i.e., carbon or a metal containing coal with one or more metals deposited in it) is not a critical aspect of the invention and that catalysts prepared using substrates treated by the present methods have proven be effective catalysts.

C. Suportes Diferentes de CarbonoC. Different carbon supports

Além do tratamento de suportes de carbono poroso, como detalhado acima, o método da presente invenção para bloquear certos poros de um substrato pode ser usado para tratar os suportes não carbonáceos. Mais particularmente, os métodos aqui descritos podem ser usados para o tratamento de ligas metálicas porosas muitas vezes, referidas como esponjas metálicas. As ligas tipo esponjas metálicas que podem ser tratadas pelo presente método são descritas, por exemplo, na patente U.S. n° 5,627,125, Patente U.S. n° 5,916,840, Patente U.S. n° 6,376,708, e na patente U.S. n° 6,706,662, os conteúdos completos das quais sendo aqui incorporados por referência, para todos os propósitos relevantes. Atualmente acredita-se que os substratos tratados contendo metal podem exibir um ou mais das propriedades mencionadas acima com relação a substratos de carbono poroso tratados.In addition to the treatment of porous carbon supports, as detailed above, the method of the present invention for blocking certain pores of a substrate can be used to treat non-carbonaceous supports. More particularly, the methods described herein can be used for the treatment of porous metal alloys, often referred to as metal sponges. Metal sponge-type alloys that can be treated by the present method are described, for example, in US Patent No. 5,627,125, US Patent No. 5,916,840, US Patent No. 6,376,708, and in US Patent No. 6,706,662, the complete contents of which being incorporated herein by reference, for all relevant purposes. It is currently believed that treated substrates containing metal may exhibit one or more of the properties mentioned above with respect to treated porous carbon substrates.

D. Preparação de Ácidos CarboxílicosD. Preparation of Carboxylic Acids

Além da oxidação de PM IDA como detalhado aqui em outra parte, acredita-se atualmente que os catalisadores incluindo substratos tratados preparados pelo presente método podem ser adequados para uso em outras reações. Por exemplo, os catalisadores incluindo substratos tratados preparados pelo presente método podem ser usados na preparação de ácidos carboxílicos incluindo, por exemplo, a preparação de ácido dissódico iminodiacético (DSIDA) pela desidrogenação de dietanolamina (DEA). Mais particularmente, os catalisadores incluindo substratos tratados da presente invenção podem direcionar um ou mais situações que podem ser observadas com os catalisadores convencionais usados na preparação de ácidos carboxílicos tais como DSIDA. Por exemplo, os catalisadores adequados incluem muitas vezes cobre depositado sobre a superfície de um suporte de carbono tendo um metal nobre (por exemplo, platina ou paládio) na sua superfície. Acredita-se atualmente que pelo menos uma porção e, possivelmente, uma fração significativa do metal nobre pode permanecer exposta após a deposição do cobre. O metal nobre exposto excessivo é indesejável uma vez que acredita-se que isso promove a formação de vários produtos secundários indesejados (por exemplo, glicina e oxalato). Acredita-se que uma porção substancial, se não praticamente todos os metais nobres expostos estão na superfície do suporte dentro de poros relativamente pequenos que são inacessíveis para o cobre durante a sua deposição. Outros catalisadores adequados para a preparação de ácidos carboxílicos incluem cobre depositado na superfície de esponjas contendo metal (por exemplo, contendo níquel). Como com os metais nobres expostos na superfície de catalisadores suportados em carbono, supõe-se que a superfície de suporte de metal que não é revestida pelo cobre dentro de poros relativamente pequenos do suporte de esponja metálica contribui para a formação de subprodutos indesejados. Acredita-se atualmente que o bloqueio seletivo de poros relativamente pequenos de substratos, de acordo com os métodos aqui descritos, pode ser utilizado para preparar catalisadores suportados em carbono e em metais eficazes que podem direcionar uma ou mais das situações mencionadas acima.In addition to the oxidation of PM IDA as detailed here elsewhere, it is currently believed that catalysts including treated substrates prepared by the present method may be suitable for use in other reactions. For example, catalysts including treated substrates prepared by the present method can be used in the preparation of carboxylic acids including, for example, the preparation of iminodiacetic disodium acid (DSIDA) by the dehydrogenation of diethanolamine (DEA). More particularly, catalysts including treated substrates of the present invention can address one or more situations that can be observed with conventional catalysts used in the preparation of carboxylic acids such as DSIDA. For example, suitable catalysts often include copper deposited on the surface of a carbon support having a noble metal (for example, platinum or palladium) on its surface. It is currently believed that at least a portion and possibly a significant fraction of the noble metal may remain exposed after copper deposition. Excessive exposed noble metal is undesirable since it is believed to promote the formation of several unwanted by-products (eg, glycine and oxalate). It is believed that a substantial portion, if not practically all of the exposed noble metals, are on the surface of the support within relatively small pores that are inaccessible to copper during its deposition. Other suitable catalysts for the preparation of carboxylic acids include copper deposited on the surface of metal-containing sponges (for example, containing nickel). As with the noble metals exposed on the surface of carbon supported catalysts, it is assumed that the metal support surface that is not coated by copper within the relatively small pores of the metal sponge support contributes to the formation of unwanted by-products. It is currently believed that the selective blocking of relatively small pores of substrates, according to the methods described here, can be used to prepare catalysts supported on carbon and effective metals that can address one or more of the situations mentioned above.

A preparação de DSIDA a partir de DEA usando um catalisador que compreende um substrato tratado como detalhado aqui geralmente prossegue de acordo com os métodos conhecidos na técnica incluindo, por exemplo, a Patente U.S. n° 5,627,125, Patente U.S. n° 5,916,840, Patente U.S. n° 6,376,708, e a patente U.S. n° 6,706,662, os conteúdos completos das quais sendo aqui incorporados por referência, para todos os propósitos relevantes.The preparation of DSIDA from DEA using a catalyst comprising a substrate treated as detailed herein generally proceeds in accordance with methods known in the art including, for example, US Patent No. 5,627,125, US Patent No. 5,916,840, US Patent No. 6,376,708, and US Patent No. 6,706,662, the complete contents of which are hereby incorporated by reference, for all relevant purposes.

A presente invenção é ilustrada pelos exemplos que seguem, que são meramente para o propósito de ilustração e não devem ser considerados como limitativos do escopo da invenção ou da maneira pela qual a mesma pode ser praticada.The present invention is illustrated by the following examples, which are for the purpose of illustration only and should not be considered as limiting the scope of the invention or the way in which it can be practiced.

ExemplosExamples

Os seguintes exemplos não limitativos são fornecidos para melhor ilustrar a presente invenção.The following non-limiting examples are provided to better illustrate the present invention.

I. A Obstrução de porosI. The clogging of pores

Exemplo 1Example 1

Três suportes de carbono foram tratados para determinar a eficácia dos compostos bloqueadores de poros candidatos. O Suporte A teve uma área superficial de Langmuir total de aproximadamente 1500 m2/g (incluindo área superficial total de microporos de aproximadamente 1279 m2/g e uma área superficial total de macroporos de aproximadamente 231 m2/g). O Suporte B teve uma área superficial de Langmuir total de aproximadamente 2700 m2/g (incluindo área superficial total de microporos de aproximadamente 1987 m2/g e uma área superficial total de macroporos de aproximadamente 723 m2/g). O Suporte C teve uma área superficial de Langmuir total de aproximadamente 1100 m2/g (incluindo área superficial total de microporos de aproximadamente 876 m2/g e uma área superficial total de macroporos de aproximadamente 332 m2/g).Three carbon supports were treated to determine the effectiveness of candidate pore blocking compounds. Support A had a total surface area of Langmuir of approximately 1500 m 2 / g (including total surface area of micropores of approximately 1279 m 2 / g and a total surface area of approximately 231 m 2 / g). Support B had a total surface area of Langmuir of approximately 2700 m 2 / g (including total surface area of micropores of approximately 1987 m 2 / g and a total surface area of approximately 723 m 2 / g). Support C had a total surface area of Langmuir of approximately 1100 m 2 / g (including total surface area of micropores of approximately 876 m 2 / g and a total surface area of macropores of approximately 332 m 2 / g).

Os compostos bloqueadores de poros candidatos foram 1,4cicloexanodiona, etileno glicol, e o produto de dicetal de uma reação de acoplamento entre 1,4-cicloexanodiona e etileno glicol (isto é, 1, 4ciclohexanediono bis (etileno cetal)).The candidate pore blocking compounds were 1,4cyclohexanedione, ethylene glycol, and the diketal product of a coupling reaction between 1,4-cyclohexanedione and ethylene glycol (i.e., 1,4-cyclohexanedion bis (ethylene ketal)).

Amostras de suporte (30 g) foram contatadas com uma solução de 1,4-cicloexanodiona em etileno glicol (6g/40g) a aproximadamente 25°C durante aproximadamente 60 minutos. O pH da pasta fluida foi ajustado para aproximadamente 1 pela adição de ácido clorídrico concentrado e agitado por agitação durante aproximadamente 60 minutos. O pH da pasta fluida foi então ajustado para aproximadamente 8,5 por adição de 50% em peso de solução de hidróxido de sódio. A pasta fluida foi então filtrada para isolar o suporte tratado, que foi lavado usando água deionizada a uma temperatura de aproximadamente 90°C. (mecanismo um).Support samples (30 g) were contacted with a solution of 1,4-cyclohexanedione in ethylene glycol (6g / 40g) at approximately 25 ° C for approximately 60 minutes. The pH of the slurry was adjusted to approximately 1 by the addition of concentrated hydrochloric acid and stirred by stirring for approximately 60 minutes. The slurry pH was then adjusted to approximately 8.5 by adding 50% by weight of sodium hydroxide solution. The slurry was then filtered to isolate the treated support, which was washed using deionized water at a temperature of approximately 90 ° C. (mechanism one).

Amostras de suporte (2 g) foram também contatadas com uma solução de 1,4-cicloexanodiona bis (etileno cetal) em água (0,6g/40g) a aproximadamente 25°C durante aproximadamente 60 minutos, (mecanismo 2).Support samples (2 g) were also contacted with a solution of 1,4-cyclohexanedione bis (ethylene ketal) in water (0.6 g / 40 g) at approximately 25 ° C for approximately 60 minutes, (mechanism 2).

Como controles, amostras de carbono A foram também tratadas, separadamente, por contato com (1) etileno glicol e (2) 1,4-cicloexanodiona.As controls, samples of carbon A were also treated, separately, by contact with (1) ethylene glycol and (2) 1,4-cyclohexanedione.

Os suportes tratados foram analisados pelo bem conhecido método de Langmuir para determinar os seus perfis de área superficial (AS) (por exemplo, área superficial total, área superficial atribuída ao microporo, e uma área superficial atribuída aos macroporos). Os resultados são mostrados na tabela 1.The treated substrates were analyzed by the well-known Langmuir method to determine their surface area (AS) profiles (for example, total surface area, surface area attributed to the micropore, and a surface area attributed to the macropores). The results are shown in table 1.

Tabela 1Table 1

Suporte Support Mecanismo Mechanism % SA de microporo original Microporous% SA original % AS de macroporo original Macropore% AS original Carbono A Carbon A Um a 24,2 24.2 74,9 74.9 Carbono A Carbon A Dois Two 34,4 34.4 70,9 70.9 Carbono A Carbon A Controle um Control one 93,7 93.7 98,7 98.7 Carbono A Carbon A Controle dois Control two 68,9 68.9 94,4 94.4 Carbono B Carbon B Um a 55,6 55.6 78,7 78.7 Carbono B Carbon B Dois Two 65,4 65.4 81,5 81.5 Carbono C Carbon C Um a 17,9 17.9 76,8 76.8 Carbono C Carbon C Dois Two 22 22 72,3 72.3

Como mostrado, tanto o mecanismo um quanto o mecanismo dois forneceram redução nas áreas superficiais dos microporos e macroporos e para cada um dos suportes A-C, e mais particularmente uma maior redução na área superficial de microporos em comparação com a redução na área superficial dos macroporos (por exemplo, uma redução de três vezes maior na área superficial dos microporos). Acredita-se que o percentual de redução na área superficial para o carbono B é menor do que o observado para os outros dois carbonos por causa da sua área superficial maior. No entanto, deve ser observado que o percentual de redução da área superficial dos microporos para o carbono B, apesar disso, corresponde a uma redução absoluta de aproximadamente 900 m2/g.As shown, both mechanism one and mechanism two provided a reduction in the surface areas of the micropores and macropores and for each of the AC supports, and more particularly a greater reduction in the surface area of the micropores compared to the reduction in the surface area of the macropores ( for example, a three times greater reduction in the surface area of the micropores). It is believed that the percentage of reduction in surface area for carbon B is less than that observed for the other two carbons because of its larger surface area. However, it should be noted that the percentage of reduction in the surface area of the micropores to carbon B, despite this, corresponds to an absolute reduction of approximately 900 m 2 / g.

O teste de controle de carbono A com etileno glicol forneceu uma redução mínima nas áreas superficiais dos microporos e macroporos e, enquanto que os testes de controle com 1,4-cicloexanodiona forneceu uma maior redução nas áreas superficiais dos microporos e macroporos, mas em grau muito menor do que o associado tanto com o mecanismo um quanto com o mecanismo dois. Assim, acredita-se que os componentes se combinam para formar o composto bloqueador de poros que fornece uma maior redução na área superficial do que qualquer componente individualmente ou a redução cumulativa fornecida por cada um.The carbon A control test with ethylene glycol provided a minimal reduction in the surface areas of the micropores and macropores and, while the control tests with 1,4-cyclohexanedione provided a greater reduction in the surface areas of the micropores and macropores, but in degree much smaller than that associated with both mechanism one and mechanism two. Thus, it is believed that the components combine to form the pore blocking compound that provides a greater reduction in surface area than any component individually or the cumulative reduction provided by each.

Exemplo 2Example 2

Os carbonos A, B, e C (30 g) descritos no exemplo 1 foram tratados, cada um, por contato com soluções de 1,4-cicloexanodiona em etileno glicol (6 g/40 g) em aproximadamente 25°C durante aproximadamente 60 minutos. Cada carbono foi também tratado por contato com soluções de 1,3cicloexanodiona em etileno glicol (1g/50 g) em aproximadamente 25°C durante aproximadamente 120 minutos. O carbono C foi também tratado por contato com uma solução de 1,4-cicloexanodiona em 1,2-propanodiol (1g/50 g) em aproximadamente 25°C durante aproximadamente 60 minutos. Os resultados da análise da área superficial são mostrados na tabela 2. Como mostrado, cada combinação de diona e diol forneceu redução das áreas superficiais dos microporos e dos macroporos e, mais particularmente, redução preferencial naCarbons A, B, and C (30 g) described in example 1 were each treated by contact with solutions of 1,4-cyclohexanedione in ethylene glycol (6 g / 40 g) at approximately 25 ° C for approximately 60 minutes. Each carbon was also treated by contact with solutions of 1,3cyclohexanedione in ethylene glycol (1g / 50 g) at approximately 25 ° C for approximately 120 minutes. Carbon C was also treated by contact with a solution of 1,4-cyclohexanedione in 1,2-propanediol (1g / 50 g) at approximately 25 ° C for approximately 60 minutes. The results of the analysis of the surface area are shown in Table 2. As shown, each combination of dione and diol provided a reduction in the surface areas of the micropores and macropores and, more particularly, a preferential reduction in

100 área superficial dos microporos. Tabela 2100 surface area of micropores. Table 2

Amostra Sample Diona Diona Diol Diol % AS de microporo original % Of the original micropore % AS de macroporo original % Of the original macropore Carbono A Carbon A 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 22,6 22.6 75,8 75.8 Carbono A Carbon A 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 58,4 58.4 84 84 Carbono B Carbon B 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 55,6 55.6 78,7 78.7 Carbono B Carbon B 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 32,2 32.2 39,8 39.8 Carbono C Carbon C 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 17,9 17.9 76,8 76.8 Carbono C Carbon C 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 45 45 75,6 75.6 Carbono C Carbon C 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted 1,2-Propanodiol 1,2-Propanediol 14,4 14.4 67,5 67.5 Carbono C Carbon C 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted 1,2-Propanodiol 1,2-Propanediol 56,1 56.1 80,7 80.7

Exemplo 3Example 3

Este exemplo fornece resultados de microscopia eletrônica de 5 transmissão (TEM) para um catalisador de carbono em platina preparado utilizando o Carbono B tratado tal como descrito no exemplo 1 (um mecanismo). O catalisador continha aproximadamente 5% em peso de platina e foi preparado, em geral, como detalhado aqui (por exemplo, por deposição em fase líquida de suporte de platina em suporte de carbono), seguido por tratamento em temperaturas elevadas em um ambiente não oxidante. Para fins de comparação, um catalisador incluindo 5% em peso de platina em Carbono B que não foi tratado foi também analisado. A análise de TEM foi conduzida geralmente como descrito por Wan et al., na Publicação Internacional no WO 2006/031198.This example provides transmission electron microscopy (TEM) results for a platinum carbon catalyst prepared using Carbon B treated as described in example 1 (a mechanism). The catalyst contained approximately 5% by weight of platinum and was prepared, in general, as detailed here (for example, by deposition in liquid phase of platinum support on carbon support), followed by treatment at elevated temperatures in a non-oxidizing environment . For comparison, a catalyst including 5 wt% platinum on Carbon B that was not treated was also analyzed. TEM analysis was generally conducted as described by Wan et al., In International Publication in WO 2006/031198.

Os resultados para o catalisador, incluindo os carbonos tratados e não tratados são mostrados nas figuras 3A/5A e 3B/5B, respectivamente. Estes resultados sugerem uma redução nas partículas contendo platina relativamente pequenas (por exemplo, possuindo um tamanho de partícula inferior a 4 nm) para o catalisador preparado usando o suporte tratado.The results for the catalyst, including the treated and untreated carbons are shown in figures 3A / 5A and 3B / 5B, respectively. These results suggest a reduction in relatively small platinum-containing particles (for example, having a particle size of less than 4 nm) for the catalyst prepared using the treated support.

101101

Os resultados de TEM correspondem, em geral, às regiões de alta densidade dos substratos incluindo principalmente microporos e estes resultados indicam densidade de platina mais elevada entre estas regiões para o catalisador, incluindo o suporte não tratado.The TEM results correspond, in general, to the high density regions of the substrates including mainly micropores and these results indicate the highest platinum density among these regions for the catalyst, including the untreated support.

Exemplo 4Example 4

Este exemplo fornece resultados da análise da área superficial para um suporte de carbono do tipo descrito nas patentes US nos. 4,624,937 e 4,696,771 de chou et al. (designado MC-10) tratado de acordo com a presente invenção. Amostras de suporte foram tratadas de acordo com o mecanismo um e com o mecanismo dois acima descritos no exemplo 1. O suporte tem uma área superficial inicial de Langmuir de microporos de aproximadamente 1987 m2/g e uma área superficial inicial de Langmuir de macroporos de aproximadamente 723 m2/g. Os resultados de retenção da área superficial dos microporos e dos macroporos para os suportes tratados são mostrados na tabela 3.This example provides results of the analysis of the surface area for a carbon support of the type described in US patents nos. 4,624,937 and 4,696,771 by chou et al. (designated MC-10) treated in accordance with the present invention. Support samples were treated according to mechanism one and mechanism two described above in example 1. The support has an initial Langmuir surface area of approximately 1987 m 2 / g and an initial Langmuir surface area of approximately 723 m 2 / g. The results of retaining the surface area of the micropores and macropores for the treated substrates are shown in table 3.

Tabela 3Table 3

Suporte Support Mecanismo de Obstrução Mechanism of Obstruction % AS de microporo original % Of the original micropore % AS de macroporo original Macropore% AS original MC-10 MC-10 Um a 55,6 55.6 78,7 78.7 MC-10 MC-10 Dois Two 65,4 65.4 81,5 81.5

As figuras 4A e 4B fornecem os dados de volume de poros para suportes MC-10 não tratados e tratados.Figures 4A and 4B provide pore volume data for untreated and treated MC-10 supports.

Exemplo 5Example 5

Este exemplo fornece resultados da análise de quimissorção de monóxido de carbono (CO) para os catalisadores de platina do exemplo 4. A quimissorção de CO é um método de análise apropriado para estimar a proporção de metal exposta, e a análise foi conduzida, em geral, em conformidade com protocolo A descrito no exemplo 67 aqui e Exemplo 23 de WO 2006/031938, aqui incorporado por referência.This example provides results of the carbon monoxide (CO) chemisorption analysis for the platinum catalysts of example 4. CO chemisorption is an appropriate method of analysis to estimate the proportion of exposed metal, and the analysis was conducted, in general , in accordance with protocol A described in example 67 here and Example 23 of WO 2006/031938, incorporated herein by reference.

Os resultados são mostrados na tabela 4. A quimissorção de CO inferior para o catalisador incluindo um suporte de carbono tratado (38,6 e 43,3 pmol de CO/grama versus 54,7 pmol CO/grama de catalisador)The results are shown in table 4. The lower CO chemisorption for the catalyst including a treated carbon support (38.6 and 43.3 pmol CO / gram versus 54.7 pmol CO / gram catalyst)

102 indicam uma proporção reduzida de metal nobre exposto para o catalisador contendo platina preparado usando o suporte de carbono tratado.102 indicate a reduced proportion of noble metal exposed to the platinum containing catalyst prepared using the treated carbon support.

Tabela 4Table 4

Catalisador Catalyst Ciclo 2 μιτιοΙ de CO/g de catalisador Cycle 2 μιτιοΙ of CO / g of catalyst Pt em MC-10 regular Pt in MC-10 regular 54,7 54.7 Pt em MC-10 modifificado Pt in modified MC-10 38,6/43,3 38.6 / 43.3

Exemplo 6Example 6

Os catalisadores contendo aproximadamente 5% em peso de Pt e aproximadamente 0,5% em peso de Fe foram preparados, em geral, como detalhado aqui usando suportes de carbono MC-10 não tratados, e suportes de carbono MC-10 tratados de acordo com o mecanismo um e com o mecanismo dois descrito no exemplo 1. Estes catalisadores foram testados na oxidação de PMIDA geralmente sob as condições indicadas no exemplo 7; os resultados são mostrados na tabela 5. O catalisador (1) incluiu um suporte não tratado. Os catalisadores (2) e (3), cada um, incluíram suportes tratados de acordo com o mecanismo dois detalhado acima no exemplo 1. O catalisador (2) foi preparado por um método que incluiu a filtração do suporte impregnado com cobre antes da deposição de platina. O catalisador (3) foi preparado por um método que não incluiu a filtração do suporte impregnado com cobre antes da deposição de platina (isto é, um método de um vaso, tal como descrito no exemplo 16).Catalysts containing approximately 5 wt% Pt and approximately 0.5 wt% Fe were prepared, in general, as detailed here using untreated MC-10 carbon supports, and MC-10 carbon supports treated according to mechanism one and mechanism two described in example 1. These catalysts were tested for oxidation of PMIDA generally under the conditions indicated in example 7; the results are shown in table 5. The catalyst (1) included an untreated support. The catalysts (2) and (3) each included supports treated according to mechanism two detailed above in example 1. The catalyst (2) was prepared by a method that included filtration of the copper impregnated support before deposition platinum. The catalyst (3) was prepared by a method that did not include filtration of the copper impregnated support prior to platinum deposition (i.e., a one-pot method, as described in example 16).

Tabela 5Table 5

Catalisador (1) Catalyst (1) Número da Corrida Race Number 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 Tempo da Corrida, min Run Time, min 43,0 43.0 46,2 46.2 47,8 47.8 50,6 50.6 50,8 50.8 52,0 52.0 GLI % p GLI% p 5,413 5.413 5,600 5,600 5,620 5.620 5,678 5,678 5,556 5.556 5,748 5,748 PMIDA % p PMIDA% p 0,034 0.034 0,034 0.034 0,094 0.094 0,134 0.134 0,075 0.075 0,149 0.149 CH2O % pCH 2 O% p 0,150 0.150 0,182 0.182 0,199 0.199 0,211 0.211 0,190 0.190 0,209 0.209 FORMIC % p FORMIC% p 0,384 0.384 0,455 0.455 0,521 0.521 0,516 0.516 0,505 0.550 0,512 0.512 IDA % p % P IDA 0,074 0.074 0,046 0.046 0,031 0.031 0,030 0.030 0,030 0.030 0,027 0.027 Pt em sol. (ppm) Pt in sunshine. (ppm) 0,03 0.03 0,07 0.07 0,07 0.07 0,09 0.09 0,08 0.08 0,12 0.12

103103

Catalisador (1) Catalyst (1) Fe em sol.(ppm) Fe in sol. (Ppm) 5,4 5.4 1,9 1.9 2,3 2.3 2,3 2.3 2,0 2.0 1,6 1.6 Catalisador (2) Catalyst (2) Número da Corrida Race Number 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 Tempo da Corrida, min Run Time, min 43,0 43.0 45,1 45.1 48,8 48.8 47,2 47.2 47,6 47.6 48,3 48.3 GLI % p GLI% p 5,363 5.363 5,543 5.543 5,541 5.541 5,592 5.592 5,557 5.557 5,604 5.604 PMIDA % p PMIDA% p 0,036 0.036 0,097 0.097 0,022 0.022 0,129 0.129 0,154 0.154 0,177 0.177 CH2O % pCH 2 O% p 0,125 0.125 0,143 0.143 0,105 0.105 0,139 0.139 0,144 0.144 0,169 0.169 FORMIC % p FORMIC% p 0,389 0.389 0,456 0.456 0,435 0.435 0,479 0.479 0,484 0.484 0,508 0.508 IDA % p % P IDA 0,086 0.086 0,052 0.052 0,041 0.041 0,033 0.033 0,031 0.031 0,028 0.028 Pt em sol.(ppm) Pt in sol. (Ppm) 0,05 0.05 0,14 0.14 Fe em sol.(ppm) Fe in sol. (Ppm) 6,3 6.3 1,9 1.9 Catalisador (3) Catalyst (3) Número da Corrida Race Number 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 Tempo da Corrida, min Run Time, min 43,0 43.0 46,3 46.3 46,7 46.7 48,5 48.5 48,5 48.5 49,8 49.8 GLI % p GLI% p 5,475 5.475 5,596 5.596 5,543 5.543 5,649 5.649 5,790 5,790 5,980 5.980 PMIDA % p PMIDA% p 0,058 0.058 0,141 0.141 0,167 0.167 0,136 0.136 CH2O % pCH 2 O% p 0,175 0.175 0,171 0.171 0,192 0.192 0,191 0.191 0,208 0.208 0,222 0.222 FORMIC % p FORMIC% p 0,466 0.466 0,505 0.550 0,547 0.547 0,565 0.565 IDA % p % P IDA 0,073 0.073 0,044 0.044 0,030 0.030 0,026 0.026 0,025 0.025 0,022 0.022 Pt em sol.(ppm) Pt in sol. (Ppm) Fe em sol.(ppm) Fe in sol. (Ppm)

GLY = Glifosato IDA = Ácido IminodiacéticoGLY = Glyphosate IDA = Iminodiacetic Acid

FORMIC = Ácido Fórmico ppm = partes por MilhãoFORMIC = Formic Acid ppm = parts per Million

II. Precursores de Catalisador; Catalisadores contendo o primeiro e o segundo metal; Estruturas de Precursor de CatalisadorII. Catalyst precursors; Catalysts containing the first and the second metal; Catalyst Precursor Structures

Os exemplos que se seguem descrevem a preparação de catalisadores como aqui detalhada, seu teste pelos de vários métodos de caracterização, e o seu teste na oxidação de PMIDA. Os seguintes exemplosThe following examples describe the preparation of catalysts as detailed here, their testing by various characterization methods, and their testing for PMIDA oxidation. The following examples

104 também fornecem comparações de catalisadores preparados como aqui detalhados, e vários outros catalisadores suportados em carbono contendo metal. Por exemplo, os exemplos que seguem fornecem comparações para catalisadores suportados em carbono incluindo Pt a 5% em peso, Fe a 0,1% em peso, e Co a 0,4% em peso, e os catalisadores suportados em carbono incluindo Pt a 5% em peso e Fe a 0,5% em peso. Estes catalisadores foram preparados, em geral, como descrito por WAN et al., na publicação internacional no WO 2006/031938.104 also provide comparisons of catalysts prepared as detailed herein, and several other catalysts supported on metal-containing carbon. For example, the following examples provide comparisons for catalysts supported on carbon including Pt at 5% by weight, Fe at 0.1% by weight, and Co at 0.4% by weight, and the catalysts supported on carbon including Pt at 5% by weight and Fe at 0.5% by weight. These catalysts were prepared, in general, as described by WAN et al., In the international publication in WO 2006/031938.

Exemplo 7Example 7

Os catalisadores preparados tal como aqui descrito e as amostras de comparação foram testados em condições de oxidação de PMIDA também geralmente descritas por Wan et al., na Publicação Internacional no WO 2006/031938. Por exemplo, os ciclos de oxidação de PMIDA foram conduzidos em um reator de vidro (200 ml comercialmente disponível a partir de ACE Glass Inc.) contendo uma massa de reação (aproximadamente 140 g), a qual incluía água (aproximadamente 128 g), aproximadamente 8,2% em peso de PMIDA (aproximadamente 11,48 g), e uma carga de catalisador de aproximadamente 0,18% p (0,25 g). As oxidações foram geralmente conduzidas a uma temperatura de aproximadamente 100°C, sob uma pressão de cerca de 60 psig, e uma taxa de fluxo de oxigênio de aproximadamente 100 cc/min. A menos que notado de outra forma, os ciclos de reação foram conduzidos até um ponto final determinado pela produção de aproximadamente 1600 cm de dióxido de carbono.Catalysts prepared as described herein and comparison samples were tested under PMIDA oxidation conditions also generally described by Wan et al., In International Publication in WO 2006/031938. For example, PMIDA oxidation cycles were conducted in a glass reactor (200 ml commercially available from ACE Glass Inc.) containing a reaction mass (approximately 140 g), which included water (approximately 128 g), approximately 8.2% by weight of PMIDA (approximately 11.48 g), and a catalyst load of approximately 0.18% w (0.25 g). Oxidations were generally conducted at a temperature of approximately 100 ° C, under a pressure of about 60 psig, and an oxygen flow rate of approximately 100 cc / min. Unless otherwise noted, the reaction cycles were conducted to an end point determined by the production of approximately 1600 cm of carbon dioxide.

Como descrito nos exemplos seguintes e nas figuras em anexo, vários dados foram coletados, incluindo o tempo de ciclo, lixiviação de metal, teor de formaldeído residual (HCHO), teor de ácido fórmico residual (HCOOH), formação de ácido iminodiacético (IDA), formação de N-metil-n (fosfonometil) glicina (nmg), geração total (CO2) de dióxido de carbono, etc. Exemplo 8As described in the following examples and in the attached figures, several data were collected, including cycle time, metal leaching, residual formaldehyde content (HCHO), residual formic acid content (HCOOH), iminodiacetic acid formation (IDA) , formation of N-methyl-n (phosphonomethyl) glycine (nmg), total generation (CO2) of carbon dioxide, etc. Example 8

Este exemplo descreve a preparação de um catalisador contendo um teor nominal de Pt de aproximadamente 2,5% em peso e umThis example describes the preparation of a catalyst containing a nominal Pt content of approximately 2.5% by weight and a

105 teor de Cu nominal de aproximadamente 5%p de Cu sobre um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g.105 nominal Cu content of approximately 5 wt% Cu on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g.

O carbono ativado (aproximadamente 10g), solução de CuSO4. 5H2O (aproximadamente 2,07 g), sacarose (aproximadamente 5,67 g), água deionizada desgaseificada (aproximadamente 30g), e NaOH 1M desgaseificado (70 g) foram misturados em um béquer com divisória. A mistura foi agitada em condições ambientes (aproximadamente 25°C) durante aproximadamente 20 minutos. Formaldeído (aproximadamente 2,25 g de 37% em peso da solução) foi adicionado à mistura e a mistura resultante foi aquecida até aproximadamente 30°C e agitada durante aproximadamente 60 minutos.Activated carbon (approximately 10g), CuSO 4 solution. 5H 2 O (approximately 2.07 g), sucrose (approximately 5.67 g), degassed deionized water (approximately 30 g), and degassed 1M NaOH (70 g) were mixed in a partitioned beaker. The mixture was stirred at ambient conditions (approximately 25 ° C) for approximately 20 minutes. Formaldehyde (approximately 2.25 g of 37% by weight of the solution) was added to the mixture and the resulting mixture was heated to approximately 30 ° C and stirred for approximately 60 minutes.

A pasta fluida resultante foi filtrada, lavada com água deionizada, desgaseificada, ressuspendida em água deionizada, e HCl 1M foi adicionado para fornecer um pH de aproximadamente 1,5.The resulting slurry was filtered, washed with deionized water, degassed, resuspended in deionized water, and 1M HCl was added to provide a pH of approximately 1.5.

Uma solução de K2PtCI4 (aproximadamente 0,557 g) em água desgaseificada (15 g) foi adicionada à pasta fluida, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos em condições ambientais. A pasta fluida foi filtrada, e o suporte impregnado com metal recuperado foi lavado com água, e seco sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 12,12 g de suporte impregnado com metal seco foi recuperado. A análise elementar indicou uma composição de aproximadamente 2,04% em peso de Pt e aproximadamente 1,93% em peso de Cu sobre carbono.A solution of K 2 PtCI 4 (approximately 0.557 g) in degassed water (15 g) was added to the slurry, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. The slurry was filtered, and the recovered metal impregnated support was washed with water, and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 12.12 g of support impregnated with dry metal was recovered. The elemental analysis indicated a composition of approximately 2.04% by weight of Pt and approximately 1.93% by weight of Cu on carbon.

O precursor de catalisador foi, em seguida, aquecido a temperaturas elevadas até aproximadamente 815°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) durante aproximadamente 60 minutos. A análise elementar indicou teores finais de metal de aproximadamente 2,34% p de Pt e aproximadamente 2,22% em peso de Cu.The catalyst precursor was then heated at elevated temperatures to approximately 815 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%; v / v) for approximately 60 minutes. The elementary analysis indicated final metal contents of approximately 2.34% wt of Pt and approximately 2.22% by weight of Cu.

Como detalhado abaixo, os catalisadores preparados pelo aquecimento do suporte impregnado com metal, em várias temperaturas, foram também testados. Além disso, vários suportes impregnados com metal foram também testados quanto à sua atividade catalítica.As detailed below, the catalysts prepared by heating the metal-impregnated support at various temperatures were also tested. In addition, several supports impregnated with metal have also been tested for their catalytic activity.

106106

Exemplo 9. (Plaqueamento de Cobre à Temperatura Ambiente)Example 9. (Copper Plating at Room Temperature)

A preparação de 2%Pt3Cu,45% nominal em catalisador de carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo aproximadamente 10g de carbono ativado: CuSO4. 5H2O solução (1,410 g), 3,866 g de sacarose, 90 g de água deionizada desgaseificada, e 5,974 g de NaOH 50% em peso. A mistura foi agitada a aproximadamente 22°C durante aproximadamente 10 minutos usando um agitador mecânico. Após a agitação, aproximadamente 1,468g de solução de formaldeído a 37% em peso foi adicionada e a pasta fluida resultante foi agitada a aproximadamente 22°C durante 60 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e lavada duas vezes no filtro, e depois ressuspendida em água a pH de aproximadamente 2,0 por adição de HC1 1,5M desgaseificado. A esta suspensão foi adicionada uma solução de K2PtCI4 (0,444 g) em 15 g de água desgaseificada, seguido por agitação durante aproximadamente 60 minutos sob as condições ambientes. A pasta fluida foi então aquecida a aproximadamente 65°C, seguido por agitação durante um período adicional de 30 minutos. A pasta fluida resultante foi em seguida filtrada e lavada com água e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,389g de material seco foi recuperado.The preparation of 2% Pt 3 Cu, 45% nominal on activated carbon catalyst: the following were added to a beaker with partition including approximately 10g of activated carbon: CuSO 4 . 5H 2 O solution (1.410 g), 3.866 g of sucrose, 90 g of degassed deionized water, and 5.974 g of NaOH 50% by weight. The mixture was stirred at approximately 22 ° C for approximately 10 minutes using a mechanical stirrer. After stirring, approximately 1.468g of 37% by weight formaldehyde solution was added and the resulting slurry was stirred at approximately 22 ° C for 60 minutes. The slurry was then filtered and washed twice on the filter, and then resuspended in water at a pH of approximately 2.0 by adding degassed 1.5M HCl. To this suspension was added a solution of K 2 PtCI 4 (0.444 g) in 15 g of degassed water, followed by stirring for approximately 60 minutes under ambient conditions. The slurry was then heated to approximately 65 ° C, followed by stirring for an additional 30 minutes. The resulting slurry was then filtered and washed with water and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 11.389g of dry material was recovered.

Exemplo 10Example 10

Preparação de 2,5%Pt5Cu% nominal em carbono ativado: o seguinte foi adicionado a aproximadamente 10g de carbono ativado em um béquer com divisória: 2,072g de um CuSO4. 5H2O solução, 5,694 g de sacarose, 30g de água deionizada desgaseificada, e 70g de NaOH 1M desgaseificado foi adicionado. A mistura foi aquecida a aproximadamente 35°C usando um agitador mecânico. A esta mistura foi adicionado 2,249g de 37% p de solução de formaldeído, e a pasta fluida resultante foi aquecida até aproximadamente 33-35°C, seguido pela agitação continuada por 60 minutos. A pasta fluida foi filtrada e lavada com água deionizada, desgaseificada em filtro, e depois ressuspendida em água a pH de aproximadamente 1,5 pelo adição de HC1 0,5M. Uma solução de 0,557g de K2PtCI4 em 15g de água desgaseificada foi então adicionada à pasta fluida, seguido pela agitaçãoPreparation of 2.5% Pt5Cu% nominal activated carbon: the following was added to approximately 10g of activated carbon in a beaker with partition: 2.072g of CuSO 4 . 5H 2 The solution, 5.694 g of sucrose, 30 g of degassed deionized water, and 70 g of degassed 1M NaOH was added. The mixture was heated to approximately 35 ° C using a mechanical stirrer. To this mixture was added 2.249 g of 37% w of formaldehyde solution, and the resulting slurry was heated to approximately 33-35 ° C, followed by continued stirring for 60 minutes. The slurry was filtered and washed with deionized water, degassed on a filter, and then resuspended in water at a pH of approximately 1.5 by the addition of 0.5M HCl. A solution of 0.557g of K 2 PtCI 4 in 15g of degassed water was then added to the slurry, followed by stirring

107 continuada durante 60 minutos sob as condições ambientes. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 60°C e agitada durante um período adicional de 30 minutos. A pasta fluida resultante foi filtrada e lavada com água, e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,701 g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de uma atmosfera de argônio/hidrogênio (2%/98%) (v/v) por 120 minutos, uma composição catalisadora final indicando uma perda de peso de aproximadamente 12,1% em peso durante o aquecimento foi recuperada.107 continued for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to approximately 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The resulting slurry was filtered and washed with water, and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 11.701 g of dry material was recovered. After heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an argon / hydrogen atmosphere (2% / 98%) (v / v) for 120 minutes, a final catalyst composition indicating a weight loss of approximately 12 , 1% by weight during heating was recovered.

Exemplo 11 (Nenhuma Lavagem após a Deposição de Cobre)Example 11 (No Washing after Copper Deposition)

A preparação de 2%Pt4%Cu nominal em carbono ativado: o seguinte foi adicionado a um béquer com divisória incluindo aproximadamente 10g de carbono ativado: 1,643g de solução de CuSO4. 5H2O, 4,509 g de sacarose, 90g de água deionizada, desgaseificada e 4,625g de NaOH 50% p. A mistura foi aquecida a aproximadamente 30°C durante aproximadamente 10 minutos com um agitador mecânico. A esta pasta fluida foi adicionadoThe preparation of 2% Pt4% Cu nominal on activated carbon: the following was added to a beaker with partition including approximately 10g of activated carbon: 1,643g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 4.509 g of sucrose, 90 g of deionized water, degassed and 4.625 g of NaOH 50% w. The mixture was heated to approximately 30 ° C for approximately 10 minutes with a mechanical stirrer. To this slurry was added

I, 706g de 37% em peso de solução de formaldeído, e a pasta fluida resultante foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguida pela agitação continuada durante aproximadamente 90 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e, a seguir, sem lavagem foi ressuspendida em água a pH 2,02 pela adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,454g de K2PtCI4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à pasta fluida, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos em condições ambientais. A pasta fluida resultante foi então aquecida a aproximadamente 60°C e agitada durante um período adicional de 30 minutos. Esta pasta fluida foi então filtrada e lavada com água, e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total deI, 706g of 37% by weight of formaldehyde solution, and the resulting slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for approximately 90 minutes. Then, the slurry was filtered and then, without washing, it was resuspended in water at pH 2.02 by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.454g of K 2 PtCI 4 in 10g of degassed water was then added to the slurry, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. The resulting slurry was then heated to approximately 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. This slurry was then filtered and washed with water, and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of

II, 720 g de material seco foi recuperado. Durante o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de uma atmosfera de argônio/hidrogênio (2%/98%) (v/v) durante aproximadamente 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 13,5% em peso.II, 720 g of dry material was recovered. During heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an argon / hydrogen atmosphere (2% / 98%) (v / v) for approximately 120 minutes, the sample lost approximately 13.5% by weight.

Exemplo 12Example 12

A preparação de 2%Pt3,75%Cu nominal em carbono ativado: oThe preparation of 2% Pt 3.75% nominal Cu on activated carbon: the

108 seguinte foi adicionado a um béquer com divisória incluindo aproximadamente 10 g de carbono ativado 1,533g de solução de CuSO4. 5H2O, 4,210 g de sacarose, 90g de água deionizada, desgaseificada e 4,300g de NaOH 50% em peso foi adicionado. Esta mistura foi aquecida a aproximadamente 30°C e agitada durante aproximadamente 10 minutos usando um agitador mecânico. A esta mistura foi adicionado 1,507g de formaldeído a 37% em peso e a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguido pela agitação continuada por 60 minutos. A pasta fluida foi filtrada e os sólidos recuperados foram lavados uma vez no filtro, e depois re-fluidificados em água a um pH de 1,97 pela adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,452g de K2PtCl4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à pasta fluida, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos sob as condições ambientes. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida a aproximadamente 60°C e agitada durante mais 30 minutos. A pasta fluida foi filtrada e lavada com água, seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,413g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de 2%/98% (v/v) H2/ar atmosférico durante 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 12,5% peso. Exemplo 13. (Deposição de Platina a uma Temperatura mais Elevada)The next 108 was added to a partitioned beaker including approximately 10 g of activated carbon 1.533 g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 4,210 g of sucrose, 90 g of deionized, degassed water and 4,300 g of NaOH 50% by weight was added. This mixture was heated to approximately 30 ° C and stirred for approximately 10 minutes using a mechanical stirrer. To this mixture was added 1.507 g of 37% by weight formaldehyde and the slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 60 minutes. The slurry was filtered and the recovered solids were washed once on the filter, and then re-fluidized in water to a pH of 1.97 by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.452 g of K 2 PtCl 4 in 10 g of degassed water was then added to the slurry, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to approximately 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The slurry was filtered and washed with water, dried in vacuo at approximately 110 ° C. A total of 11.413g of dry material was recovered. After heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of 2% / 98% (v / v) H 2 / atmospheric air for 120 minutes, the sample lost approximately 12.5% by weight. Example 13. (Deposition of Platinum at a Higher Temperature)

A preparação de 2%CuPt4% nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo 10g de carbono ativado: 1,645g de solução de CuSO4. 5H2O, 4,502 g de sacarose, 90g de água deionizada desgaseificada, e 4,636g de NaOH a 50% p. A mistura foi agitada sob condições ambientes durante aproximadamente 20 minutos com um agitador mecânico. Então 1,721g de formaldeído a 37% foi adicionado e a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguida pela agitação continuada durante 70 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e lavada uma vez com o filtro, e depois ressuspendida em água a pH 2,95 por adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,455g de K2PtCI4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à suspensão, seguida pela agitação continuada durante 45 minutos a 40-45°C,The preparation of 2% CuPt4% nominal activated carbon: the following were added to a beaker with partition including 10g of activated carbon: 1.645g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 4.502 g of sucrose, 90 g of degassed deionized water, and 4.636 g of 50% w / w NaOH. The mixture was stirred under ambient conditions for approximately 20 minutes with a mechanical stirrer. Then 1.721g of 37% formaldehyde was added and the slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 70 minutes. Then, the slurry was filtered and washed once with the filter, and then resuspended in water at pH 2.95 by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.455g of K 2 PtCI 4 in 10g of degassed water was then added to the suspension, followed by continued stirring for 45 minutes at 40-45 ° C,

109 em seguida, a pasta fluida foi aquecida para 60°C e agitada durante mais 30 minutos. A suspensão foi filtrada e os sólidos recuperados foram lavados com água, e secos sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 12,008g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de um (2%/98%) (v/v) H2/ar atmosférico durante aproximadamente 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 12,6% peso.109 then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The suspension was filtered and the recovered solids were washed with water, and dried in vacuo at approximately 110 ° C. A total of 12.008g of dry material was recovered. After heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of (2% / 98%) (v / v) H2 / atmospheric air for approximately 120 minutes, the sample lost approximately 12.6% by weight.

Exemplo 14Example 14

A preparação de 3%Pt6Cu% nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo 10g de carbono ativado: 2,507g de solução de CuSO4. 5H2O, 6,878 g de sacarose, 90g de água deionizada, desgaseificada e 6,974g de NaOH a 50%. A mistura foi aquecida a 30°C e agitada durante aproximadamente 10 minutos com um agitador mecânico. Então, 2,444g de formaldeído a 37% foi adicionado e a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 35-37°C, seguido pela agitação continuada durante 45 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e lavada duas vezes no filtro, e depois ressuspendida em água a pH 1,97 pela adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,700g de K2PtCI4 em 20g de água desgaseificada foi então adicionado à suspensão, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos sob as condições ambientes. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida a 60°C e agitada durante um período adicional de 30 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e lavada com água, e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,868g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de (2%/98%) (v/v) H2/ar atmosférico durante 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 12,5% peso.The preparation of 3% Pt6Cu% nominal on activated carbon: the following were added to a beaker with partition including 10g of activated carbon: 2.50g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 6,878 g of sucrose, 90 g of deionized, degassed water and 6,974 g of 50% NaOH. The mixture was heated to 30 ° C and stirred for approximately 10 minutes with a mechanical stirrer. Then, 2.444g of 37% formaldehyde was added and the slurry was heated to approximately 35-37 ° C, followed by continued stirring for 45 minutes. Then, the slurry was filtered and washed twice on the filter, and then resuspended in water at pH 1.97 by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.700g of K 2 PtCI 4 in 20g of degassed water was then added to the suspension, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The slurry was then filtered and washed with water, and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 11.868g of dry material was recovered. After heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of (2% / 98%) (v / v) H 2 / atmospheric air for 120 minutes, the sample lost approximately 12.5% by weight.

Exemplo 15 (Maior Teor de Platina e Temperatura de Deposição de Platina)Example 15 (Higher Platinum Content and Platinum Deposition Temperature)

Preparação de 4%Pt8Cu% nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo aproximadamente 10g de carbono ativado: 3,420g de solução de CuSO4. 5 H2O, 9,375 g de sacarose, lOOg água deionizada, desgaseificada e 9,675g dePreparation of 4% Pt8Cu% nominal on activated carbon: the following were added to a beaker with partition including approximately 10g of activated carbon: 3,420g of CuSO 4 solution. 5 H 2 O, 9.375 g of sucrose, 100g deionized, degassed water and 9.675g of

110110

NaOH a 50%. A mistura foi aquecida a 30°C e agitada durante 10 minutos com um agitador mecânico. Então 3,331 g de formaldeído a 37% foi adicionado e a pasta fluida resultante foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguido pela agitação continuada durante 90 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e lavada uma vez com o filtro, e depois ressuspendida em água a pH 1,97 pela adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,964g de K2PtCl4 em 20g de água desgaseificada foi então adicionado à suspensão, seguida pela agitação continuada durante 45 minutos a 45°C., em seguida, a pasta fluida foi aquecida para 60°C e agitada durante um tempo adicional de 45 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e lavada com água, e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 12,283g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de 2%/98% (v/v) de H2/ar atmosférico durante 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 12,6% peso. Exemplo 16 (Receita em um Vaso)50% NaOH. The mixture was heated to 30 ° C and stirred for 10 minutes with a mechanical stirrer. Then 3.331 g of 37% formaldehyde was added and the resulting slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 90 minutes. Then, the slurry was filtered and washed once with the filter, and then resuspended in water at pH 1.97 by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.964g of K 2 PtCl4 in 20g of degassed water was then added to the suspension, followed by continued stirring for 45 minutes at 45 ° C., Then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for a while. additional 45 minutes. The slurry was then filtered and washed with water, and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 12.283g of dry material was recovered. After heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of 2% / 98% (v / v) H 2 / atmospheric air for 120 minutes, the sample lost approximately 12.6% by weight. Example 16 (Recipe in a Vase)

A preparação de 2%Pt4%Cu nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados ao béquer com divisória incluindo 10g de carbono ativado: 1,644g de solução de CuSO4. 5H2O, 4,509 g de sacarose, 90g água deionizada, desgaseificada e 4,715g de NaOH a 50% em peso. A mistura foi aquecida a 30°C e agitada durante 10 minutos com um agitador mecânico. Então 1,736g de formaldeído a 37% foi adicionado e a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguido pela agitação continuada durante 90 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi acidificada até pH 2,98 por adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,454g de K2PtCl4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à pasta fluida, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos em condições ambientais. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida para 60°C e agitada durante mais 30 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e lavada com água e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,864g de material seco foi recuperado. Após o tratamento térmico a aproximadamente 950°C na presença de um H2/ar (2%/98%) (v/v) por 120 minutos, a amostra perdeu aproximadamente 12,2% peso.The preparation of 2% Pt4% Cu nominal on activated carbon: the following were added to the beaker with partition including 10g of activated carbon: 1.644g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 4.509 g of sucrose, 90g deionized, degassed water and 4.715g of NaOH at 50% by weight. The mixture was heated to 30 ° C and stirred for 10 minutes with a mechanical stirrer. Then 1.736g of 37% formaldehyde was added and the slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 90 minutes. Then, the slurry was acidified to pH 2.98 by adding degassed 1M HCl. A solution of 0.454g of K 2 PtCl4 in 10g of degassed water was then added to the slurry, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The slurry was then filtered and washed with water and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 11.864g of dry material was recovered. After heat treatment at approximately 950 ° C in the presence of an H 2 / air (2% / 98%) (v / v) for 120 minutes, the sample lost approximately 12.2% weight.

111111

Exemplo 17Example 17

A preparação de 2%Pt4%Cu nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo 10g de carbono ativado: 1,645g de solução de CuSO4. 5H2O, 4,509 g de sacarose, 90g água deionizada, desgaseificada e 4,630g de NaOH a 50%. A mistura foi aquecida a 30°C e agitada durante 10 minutos com um agitador mecânico. Então 1,710g de formaldeído a 37% foi adicionado e a pasta fluida foi aquecida até aproximadamente 30-35°C, seguida pela agitação continuada durante 90 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e lavada uma vez com o filtro, e depois ressuspendida em água a pH 2,01 por adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,570g de H2PtCI6 em 15g de água desgaseificada foi então adicionada à suspensão, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos em condições ambientais. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida para 60°C e agitada durante um período adicional de 30 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e lavada com água e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C.The preparation of 2% Pt4% Cu nominal on activated carbon: the following were added to a beaker with partition including 10g of activated carbon: 1.645g of CuSO 4 solution. 5H 2 O, 4.509 g of sucrose, 90g deionized, degassed water and 4.630g of 50% NaOH. The mixture was heated to 30 ° C and stirred for 10 minutes with a mechanical stirrer. Then 1.710g of 37% formaldehyde was added and the slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 90 minutes. Then, the slurry was filtered and washed once with the filter, and then resuspended in water at pH 2.01 by adding degassed 1M HCl. A solution of 0.570g of H 2 PtCI 6 in 15g of degassed water was then added to the suspension, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. The slurry was then filtered and washed with water and dried under vacuum at approximately 110 ° C.

Exemplo 18Example 18

A preparação de 2%Pt/4%Cu nominal em carbono ativado: os seguintes foram adicionados a um béquer com divisória incluindo aproximadamente 10g de carbono ativado: 1,644g de solução de CuSO4. 5H2O. 4,517 g de sacarose, 70g água deionizada, desgaseificada e 4,701 g de NaOH a 50%. A mistura foi aquecida a 30°C e agitada durante aproximadamente 10 minutos com um agitador mecânico. Então 1,705g de formaldeído a 37% diluído para 17,10g com água desgaseificada foi adicionado, e a pasta fluida foi aquecida a aproximadamente 30-35°C, seguida pela agitação continuada durante 60 minutos. Em seguida, a pasta fluida foi filtrada e lavada uma vez com o filtro, e depois ressuspendida em água a pH 1,99 por adição de HC1 1M desgaseificado. Uma solução de 0,460g de K2PtCI4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à suspensão, seguido pela agitação continuada durante 60 minutos em condições ambientais. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida para 60°C e agitada durante mais 30 minutos. Foi em seguida filtrada e lavada com água,The preparation of 2% Pt / 4% Cu nominal on activated carbon: the following were added to a beaker with partition including approximately 10g of activated carbon: 1.644g of CuSO 4 solution. 5H2O. 4.517 g of sucrose, 70 g of deionized, degassed water and 4.701 g of 50% NaOH. The mixture was heated to 30 ° C and stirred for approximately 10 minutes with a mechanical stirrer. Then 1.705g of 37% formaldehyde diluted to 17.10g with degassed water was added, and the slurry was heated to approximately 30-35 ° C, followed by continued stirring for 60 minutes. Then, the slurry was filtered and washed once with the filter, and then resuspended in water at pH 1.99 by adding degassed 1M HCl. A solution of 0.460g of K 2 PtCI 4 in 10g of degassed water was then added to the suspension, followed by continued stirring for 60 minutes under ambient conditions. Then, the slurry was heated to 60 ° C and stirred for an additional 30 minutes. It was then filtered and washed with water,

112 e seca sob vácuo a aproximadamente 110°C. Um total de 11,203g de material seco foi recuperado.112 and dried under vacuum at approximately 110 ° C. A total of 11.203g of dry material was recovered.

Exemplo 19Example 19

Este exemplo detalha área superficial (AS) e a análise de 5 quimissorção de CO para catalisadores com teores variados de platina e de cobre preparados geralmente de acordo com as condições aqui detalhadas no exemplo 7, e testados com oxidação de PMIDA durante 10 ciclos geralmente sob as condições estabelecidas no exemplo 7.This example details surface area (AS) and the analysis of CO chemisorption for catalysts with varying levels of platinum and copper prepared generally according to the conditions detailed here in example 7, and tested with PMIDA oxidation for 10 cycles generally under the conditions set out in example 7.

113113

Tabela 6Table 6

10 ciclos gastos 10 cycles spent o CN Ó o lO lO CD O CN O O lO lO CD tratado 2%PtZ treated 2% PtZ 3,75% Cu/C 3.75% Cu / C 1254 1254 I 1034 I 1034 19,7 19.7 216,215 216,215 134,627 134,627 55,397 55,397 16,678 16,678 7,468 7.468 1,680 1,680 0,315 0.315 0,050 0.050 216,215 216,215 OO b- OO B- 20,6 20.6 (0 (0 o O Q_ Q_ w w s? s? <0 O) <0 O) O O CN CN (0 (0 CN CN o O b- B- b- B- b- B- o O co co X“ X " fN fN X- X - co co o O o O o O sf sf CO CO co co T“ T " CO CO co co CO CO O O st st o o O O o IO lO O IO lO CO 4—· co CO 4— · co 24C 24C b- o B- O 9,8 9.8 cd CD co CO co CO 6,5 6.5 8‘9 8’9 co St co St ,66 66 CD CN CD CN o o O O cd CD CN sf CN sf CN CD CN CD CD CD M—» M— » N- N- X“ X " x- x- CN CN LO LO b- B- X“ X " Ο Ο o O CN CN x— x— v- v- ω o ω O O O o O CN CN s? s? CD CD co co CD CD Ό Ό o O CN CN co co CO CO CN CN CN CN Í3 Í3 o *3 O * 3 236 236 019 019 CO CO CD CD CN CN CN CN b- B- CN CN χ-* χ- * X— X— σί σί o O o o lO O O lO CL CL 9,7 9.7 sf x~ sf x ~ 33, 33, CO sf CO sf 6,5 6.5 b- X- b- X - b- CO_ B- CO_ ,33 , 33 co o co O sf χ— sf χ— 3,9 3.9 1O~ cd 1O ~ CD X- X - CD CD CN CN o O X- X- X- X- CN CN LO LO X“ X " b- B- χ— χ— Ο Ο o O CN CN x- x- cios partners 3-60 3-60 LO b·’ LO B·' CD CD o O CD CD Ό Ό o O O O LO LO O O CO CO O O Q_ Q_ CO CO CD CD CN CN O O st st χ— χ— CO CO o O co co o O o LO XT* O LO XT * o< LO the < LO o O 70 70 76 76 O O ‘68 ‘68 CD~ X“ CD ~ X " 9‘8 9’8 3,8 3.8 ,95 95 ,25 , 25 ,22 , 22 00' 00 ' '68 '68 9,3 9.3 o O CO CO CN CN cd CD r— r— CN CN X- X - sr mr LO LO χ— χ— Ο Ο o O X- X- co co ω o ω O O O IO IO o O CN CN st st b- B- CN CN b- B- Ό Ό o O co co o O b- B- CD CD CO CO χ— χ— b- B- 53 53 _ _ 002 002 st st LO LO o O CO CO CO CO ιο ιο CO CO o O St St o O o io L0 O io L0 ÉL ÉL o O co CN co CN 6‘6 6’6 CO CN CO CN cd CO CD CO sr r- mr r- 6,9 6.9 X“ LO X " LO 89' 89 ' CO CO 00' 00 ' 23, 23, 4,6 4.6 o O CD CD CN CN cb cb χ— χ— CN CN LO LO X“ X " b-“ B-" Χ“ Χ “ ο ο o O CN CN CN CN ω o ω O o O o O CN CN CD CD O O cd CD Ό Ό ó O CO CO CN CN χ— χ— co co CO CO CN CN ia was going o *3 O * 3 208 208 CO CO b- B- sr mr b- B- cd CD Ο Ο b- B- CN CN co co o O o io lO O io lO CL \θ CL \ θ St 00 St 00 o θ O θ O CN O CN b-~ CO b- ~ CO 9‘9 9’9 6,8 6.8 ,46 , 46 CO <Ο_ CO <Ο_ CD CN CD CN O O O O o CN O CN lO t— lO n CD_ sf CD_ sf cd CD CO CO o O X- X - cn cn CN CN CN CN T“ T " LO LO r— r— τ- τ- O O o O CN CN CN CN σ> σ> o o ir> m O O go> m θ' Q. E θ ' Q. AND o 3 O O 3 O CD CD φ o φ O CL E CL AND lO Ν' lO Ν ' CO CO CO CO CO CO o Ό o O Ό O o O LO LO X“ X " CO CO st st LO LO 065 065 co co O O CO CO CO CO co co C0 C0 LO LO x— x— co co o CN O CN ÉL ÉL 301 301 6‘6 6’6 io“ co io “ co b» st B" st X“ o X " O co co 96' 96 ' CO Γ— CO Γ— x~ CO x ~ CO O O O O io co io co CN b-~ CN b- ~ <D_ <D_ x-— x-— v~ v ~ CN CN x~ x ~ CN CN CO CO X“ X " b- B- Τ“ Τ “ o O o O CN CN CN CN o O d) d) st st CO CO st st Ό Ό co co co co t— t— X” X ” LO LO CO CO (0 (0 499 499 CO CD X“ CO CD X " χ— χ— co co CO CO co co O O σ> σ> CO CO X— X— X> •Φ X> • Φ 9‘S 9'S co CD co CD io~ b- io ~ B- CD b- CD B- Γ- ιο Γ- ιο CN CN ΙΟ χ— ΙΟ χ— CD CO CD CO st O st O co CD co CD < < <c <c 2 2 X“ X " x~ x ~ CN CN b- B- CN CN X- X - CN CN O O o O CN CN z z z z < < CD CD ω ω CM CM cn cn E AND o O ω ω O O CM CM 04 ,E 04 ,AND -< - < E o Q. AND O Q. O U_ O O U_ O Ή O Ή O r (m r (m -♦—· o Q. - ♦ - · the Q. oros prayers O 1_ O CD O 1_ O CD CD E 1 CD AND 1 Ή Ή O o O O 3 3 1 *-» 1 * - » Q. Q. E AND cn cn ΓΊ ΓΊ t t O ICO O ICO Langm Langm micro micro :ro dos : ro dos 1 O CO Φ 1 O CO Φ O O Ο Ο Ο Ο 000 000 o o o O O O Φ E φ TO Φ AND φ TO moi C( moi C ( e Pt [μ and Pt [μ o- ’l_ o Φ O- ’L_ O Φ ί de i i ί àmet àmet Φ T3 Φ T3 O O O O Ο Ο CN CN σ> σ> Π. Π. ~a ~ a o Q. O Q. o st 1 O st 1 O CO O CO LO 1 LO 1 st 1 O st 1 O 0-1 0-1 1 O O 1 O O 1 O O 1 O O ω ω ü) CM ü) CM o O ω ω UJ UJ CO CO CO CO o O O O O O LO LO ο ο O O o O o O £ £ 4—» 4— » o O Q Q < < < < Q Q < < CN CN st st CO CO st st x~ x ~ CN CN H H CL CL H H

114114

Tabela 7Table 7

10 ciclos 10 cycles gastos 955°C- expenses 955 ° C- 120 tratado 120 treaty 2%Pt/3,75% 2% Pt / 3.75% Cu/C Cu / C 0,0476 0.0476 0,0856 0.0856 0,0569 0.0569 0,0474 0.0474 0,0458 0.0458 0,025 0.025 0,022 0.022 0,0517 0.0517 0,0191 0.0191 0,0212 0.0212 0,0176 0.0176 0,4399 0.4399 ω ο ω ο ο ο do of g g ο ο ο ο ω ω ZJ ZJ 75 75 ΙΟ ΙΟ ΙΟ ΙΟ ·+-» (0 · + - » (0 ο ο CD CD v~ v ~ Oi Hi OI HI cdJ cdJ X- X- o- O- 00 00 CO CO N N CD CD cd CD •sp • sp u- u- IO IO CO CO r- r- to to co co o O CD CD O) O) t- t- LO LO θ'· θ '· co co CO CO to to st st N* N * co co 04 04 X~ X ~ OI HI χ— χ— CO CO to to N- N- o O O O o O o O O O o O O O O O O O O O O O st st ο -♦-» ο - ♦ - » CL CL o O o O o O o O o O o O O O o O O O O O o‘ O' o O ω ω Ο Ο ο ο Π5 Π5 ΟΙ ΟΙ ν- ν- Ο) Ο) Τ“ Τ “ CN CN ω ο ω ο ο ο 75 75 ΟΙ ΟΙ O O 00 00 LO LO OI HI co co 04 04 ^t ^ t CO CO CO CO CD CD st st CD CD Ό Ό ο ο o- O- co co r·*— r · * - o- O- CO CO to to CN CN co co LO LO st st CO CO Ϊ3 Ϊ3 o O st st r- r- to to ”t ”T st st OI HI 04 04 IO IO X~ X ~ 04 04 X“ X " CO CO ο ο 0_ 0_ o O o O o O o O O O o O O O o O O O O O O O St St ο ο ΙΟ ΙΟ ΙΟ ΙΟ ζ ζ o O o O o O o O o O o O o O o O O O o O O O o O V” V ” cd CD ΟΙ ΟΙ •<t • <t w ο ο w ο ο ο ο ,5% , 5% X® ο*· X® ο * · 04 04 CD CD cd CD CD CD CO CO St St CD CD CO CO ΟΙ ΟΙ LO LO o O IO IO b- B- to to 04 04 CO CO CO CO OI HI OI HI V“ V " IO IO ο ο LO LO <d <d St St co co co co OI HI v— v— st st χ— χ— OI HI χ- χ- st st ο ο Ο Ο 53 53 Z5 Z5 o O o O o O o O o O O O o O O O O O O O CO CO 00 00 CO CO 0. 0. o O o O o O o O o O o O o O o O o O O O O O O O cd CD ο ο ο ο o O ο ο Ο ΟΙ Ο ΟΙ St St CD CD l·- l · - co co CD CD St St X“ X " co co st st 't 't o O r- r- to to CD CD r~ r ~ to to to to CN CN V“ V " CD CD CO CO v v st st o- O- IO IO st st st st OI HI OI HI to to X~ X ~ OI HI OI HI CO CO ο ο 53 53 O O o O o O O O o O o O o O o O O_ O_ o O o O St St ο ΙΟ ΙΟ ο ΙΟ ΙΟ 0. 0. IO IO o’ O' o O o O o O θ' θ ' o‘ O' o O o O o O o’ O' CD CD o O ο ο νο νο st st cd CD 04 04 co“ co “ ω ω ο ο ο ο ο ο ΟΙ ΟΙ o O IO IO 00 00 co co CO CO st st X~ X ~ OI HI 00 00 00 00 to to ο ο ο ο O- O- IO IO h- H- CO CO IO IO •'t • 't St St co co CO CO St St oo oo co co 53 53 o O St St o- O- LO LO St St OI HI χ- χ- to to T— T— OI HI T— T— OI HI ο ο α. α. O O o O o O o O o O o O o O o O o O o O O O St St ο ο ΙΟ ΙΟ ΙΟ ΙΟ o O o O o O o O o” O" o O o O o O o O o O o O o O σ> σ> C0 C0 CO CO ο ο CL CL ο L0 ο L0 Ε Ε ΙΟ ΙΟ φ φ 53 53 cd CD -—' -— ' Ο. Ο. o O to to co co co co 00 00 CD CD St St st st r- r- x~ x ~ CD CD Np Np l·- l · - to to CD CD co co CD CD IO IO OI HI co co st st t— t— CD CD 0J 0J o O st st 00 00 IO IO ω ω co co CN CN CN CN to to x- x- 04 04 CN CN st st O O o O o O O O o O O O O O o O O O O O O O st st ο Ό ο ο Ό ο ο 04 ο 04 ο ο. ε .2 ο ο. ε .2 ,45% , 45% O O o O o O o O o’ O' o O o O o O o O O O o O o O Τ“ Τ “ χ— χ— CO CO ia C ia C Φ Φ X— X— OI HI IO IO co co to to CD CD co co st st st st OI HI st st co co co co co co st st co co 00 00 V“ V " to to LO LO CT CT o O to to o O co co co co st st co co OI HI LO LO OI HI OI HI 04 04 OI HI •Φ • Φ O O t— t— o O o O o O o O o O o O o O o O O O LO LO 2 2 co co o O o O o O o O o O o O o O o O o O o O o O o O CT CT O O O O ··—* ·· - * ω ω o O v_ v_ O O Q. Q. O O to to O O O u_ O O u_ O E AND Q. Q. Φ Φ to to Ό Ό O CT O CT 7õ •4—» 7th • 4— » O •4—» Φ O • 4— » Φ co_ co_ OI HI σ σ X“ X " o O o O st co’ st co ’ 16,5 16.5 21,4 21.4 O r- 04 O r- 04 ume to ume to t t o O st i st i LO LO cd 1 CD 1 N- 1 N- 1 cd 1 CD 1 CD l CD l x— x— 1 LO 1 LO 1 co 1 co LO LO «TO «TO st st o_ O_ o- O- CO CO T“ T " OI HI v- v- CO CO coH co H χ-~ χ- ~ O O Q Q V V St St st st LO LO CD CD ts- ts- co’ co ’ CD CD X~ X ~ t— t— OI HI > >

115115

A figura 5C fornece dados de porosidade para cada um dos catalisadores testadosFigure 5C provides porosity data for each of the tested catalysts

Exemplo 20Example 20

Este exemplo fornece dados da análise da área superficial (AS) e do volume de poro (VP) para um suporte de carbono tratado por contato com sacarose geralmente de acordo com o método descrito abaixo. São também fornecidos os resultados para um catalisador nominal de 2% PT/3,45% Cu/C preparado usando um suporte de carbono tratado pelo contato com a sacarose, em geral, como descrito abaixo, juntamente com a deposição de cobre e platina, em geral, como descrito no exemplo 12. O suporte impregnado de metal não foi submetido a temperaturas elevadas.This example provides data from the analysis of the surface area (AS) and pore volume (VP) for a carbon support treated by contact with sucrose generally according to the method described below. The results are also provided for a nominal 2% PT / 3.45% Cu / C catalyst prepared using a carbon support treated by contact with sucrose, in general, as described below, together with the deposition of copper and platinum, in general, as described in example 12. The metal impregnated support was not subjected to high temperatures.

Suporte de carbono (10 g) foi adicionado a uma mistura incluindo H2O desgaseificada (aproximadamente 100 g), sacarose (aproximadamente 3,8 g), NaOH 1M (aproximadamente 6,15 g). Para preparar a mistura de sacarose, a sacarose foi primeiramente adicionada à água, seguida pela adição de NaOH, que foi seguida pela adição de aproximadamente 1,9 g de solução de formaldeído a 37% em peso. Após aproximadamente 60 minutos a aproximadamente 25°C, a mistura foi acidificada a pH de aproximadamente 4,8 por adição de HCI 2M. A mistura foi então agitada durante cerca de 45 minutos a aproximadamente 25°C, em seguida filtrada para isolar o suporte e o suporte foi seco durante aproximadamente 10 horas em um forno de vácuo a uma temperatura de aproximadamente 110°C na presença de nitrogênio. Aproximadamente 11,5 g de suporte tratado foram recuperados.Carbon support (10 g) was added to a mixture including degassed H 2 O (approximately 100 g), sucrose (approximately 3.8 g), 1M NaOH (approximately 6.15 g). To prepare the sucrose mixture, sucrose was first added to the water, followed by the addition of NaOH, which was followed by the addition of approximately 1.9 g of 37% by weight formaldehyde solution. After approximately 60 minutes at approximately 25 ° C, the mixture was acidified to a pH of approximately 4.8 by the addition of 2M HCI. The mixture was then stirred for about 45 minutes at approximately 25 ° C, then filtered to isolate the support and the support was dried for approximately 10 hours in a vacuum oven at a temperature of approximately 110 ° C in the presence of nitrogen. Approximately 11.5 g of treated support was recovered.

Tanto o catalisador quanto o suporte tratado foram analisados por análise de área superficial e de volume de poros geralmente como descrito por Wan et al., na Publicção Internacional no WO 2006/031938. Os resultados das análises da área superficial e do volume de poros são apresentados nas tabelas 8 e 9, respectivamente. A figura 5D também fornece resultados do volume de poros.Both the catalyst and the treated support were analyzed by surface area and pore volume analysis generally as described by Wan et al., In the International Publication in WO 2006/031938. The results of the analysis of the surface area and pore volume are shown in tables 8 and 9, respectively. Figure 5D also provides pore volume results.

116116

Tabela 8Table 8

Descrição description Média de carbono Average of carbon Precursor, 2%Pt/3,45%Cu/C Precursor, 2% Pt / 3.45% Cu / C Sacarose adsorvida em carbono Adsorbed sucrose carbon AS de Langmuir (m2/g)Langmuir AS (m 2 / g) 1499 1499 957 957 954 954 AS por micro t-plot (m2/g)AS by micro t-plot (m 2 / g) 1193 1193 727 727 726 726 AS de meso- macro- poros (m2/g)AS of meso- macro-pores (m 2 / g) 293,184 293,184 222,314 222,314 219,061 219,061 20-40 20-40 175,666 175,666 136,964 136,964 133,600 133,600 40-80 40-80 77,937 77,937 58,165 58.165 58,144 58.144 80-150 80-150 25,781 25,781 17,608 17.608 17,651 17,651 150-400 150-400 11,205 11.205 7,676 7,676 7,743 7,743 400-1000 400-1000 2,159 2,159 1,625 1.625 1,672 1,672 1000-2000 1000-2000 0,396 0.396 0,276 0.276 0,251 0.251 2000-3000 2000-3000 0,04 0.04 0,000 0.000 0,000 0.000 AS total de meso- macro- poros (m2/g)AS total meso-macro-pores (m 2 / g) 293,184 293,184 222,314 222,314 219,061 219,061

Tabela 9Table 9

Diâmetro dos poros(Â) Pore diameter (Â) Média de carbono (3 lots) Average carbon (3 lots) Precursor, 2%Pt/3,45%Cu/C Precursor, 2% Pt / 3.45% Cu / C Sacarose adsorvida em carbono Adsorbed sucrose carbon <4,0 <4.0 0,0541 0.0541 0,0191 0.0191 0,0193 0.0193 4,0-4,6 4.0-4.6 0,1072 0.1072 0,0478 0.0478 0,0483 0.0483 4,7-5,2 4.7-5.2 0,063 0.063 0,0381 0.0381 0,0385 0.0385 5,3-6,0 5.3-6.0 0,063 0.063 0,0475 0.0475 0,0385 0.0385 6,1-7,1 6.1-7.1 0,0465 0.0465 0,0366 0.0366 0,0464 0.0464 7,2-8,0 7.2-8.0 0,0346 0.0346 0,0243 0.0243 0,0171 0.0171 8,1-9,0 8.1-9.0 0,0235 0.0235 0,0197 0.0197 0,0222 0.0222 9,1-13,4 9.1-13.4 0,0589 0.0589 0,0443 0.0443 0,0465 0.0465 13,5-16,5 13.5-16.5 0,0216 0.0216 0,0182 0.0182 0,0149 0.0149 16,6-21,4 16.6-21.4 0,0274 0.0274 0,0207 0.0207 0,0238 0.0238 21,5-27,0 21.5-27.0 0,0254 0.0254 0,018 0.018 0,0177 0.0177 VP total micro (cc/g) Total micro PV (cc / g) 0,5252 0.5252 0,3343 0.3333 0,3332 0.3332

117117

Tal como é mostrado nestes resultados, as reduções na área superficial total, área superficial dos microporos e superfície de meso/macroporos foram aproximadamente equivalentes para o catalisador em que a sacarose estava presente no banho de deposição de cobre, e para o suporte de carbono tratado pelo contato com a sacarose individualmente. Com base nestes resultados, Acredita-se que uma porção significativa, se não praticamente todas, da redução da área superficial para o catalisador acabado em comparação com o suporte inicial é baseada na presença de sacarose no banho de deposição de cobre.As shown in these results, the reductions in total surface area, surface area of micropores and surface of meso / macropores were approximately equivalent for the catalyst in which sucrose was present in the copper deposition bath, and for the treated carbon support by contact with sucrose individually. Based on these results, it is believed that a significant portion, if not almost all, of the reduction in surface area for the finished catalyst compared to the initial support is based on the presence of sucrose in the copper deposition bath.

Exemplo 21Example 21

Este exemplo detalha os resultados de microscopia para as amostras seguintes:This example details the microscopy results for the following samples:

(1) Suporte de carbono tendo uma superfície de Langmuir total de aproximadamente 1500 m2/g (incluindo microporos com área superficial de aproximadamente 1200 m2/g e área superficial de meso-/macroporo de aproximadamente 300 m2/g);(1) Carbon support having a total Langmuir surface of approximately 1500 m 2 / g (including micropores with a surface area of approximately 1200 m 2 / g and meso- / macropore surface area of approximately 300 m 2 / g);

(2) Suporte de carbono de (1) contendo um teor nominal de cobre de aproximadamente 3,45% em peso. Geralmente depositado de acordo com o Exemplo 12;(2) Carbon support of (1) containing a nominal copper content of approximately 3.45% by weight. Generally deposited according to Example 12;

(3) Um catalisador nominal de 2%Pt/3,45% Cu/C, incluindo o suporte (1) e geralmente preparado como descrito no exemplo 12, mas antes do aquecimento em temperaturas elevadas;(3) A nominal 2% Pt / 3.45% Cu / C catalyst, including the support (1) and is generally prepared as described in example 12, but before heating at elevated temperatures;

(4) o catalisador nominal de 2%Pt/3,45% Cu/C de (3) após aquecimento em temperaturas de aproximadamente 950°C.(4) the nominal 2% Pt / 3.45% Cu / C catalyst (3) after heating to temperatures of approximately 950 ° C.

A análise de microscopia foi geralmente conduzida como descrito no exemplo 46.Microscopy analysis was generally conducted as described in example 46.

Suporte de CarbonoCarbon Support

A figura 6 é uma micrografia de STEM da superfície do suporte de carbono.Figure 6 is a STEM micrograph of the surface of the carbon support.

Suporte Impregnado com CobreCopper Impregnated Support

As figuras 7 e 8 são micrografias de STEM da superfície do suporte impregnado com Cu. Estes resultados indicam regiões de Cu comFigures 7 and 8 are STEM micrographs of the Cu impregnated support surface. These results indicate Cu regions with

118 morfologia e tamanho irregulares depositadas na superfície do suporte de carbono.118 irregular morphology and size deposited on the surface of the carbon support.

Suporte Impregnado com Pt/Cu (antes do Tratamento Térmico)Support Impregnated with Pt / Cu (before Heat Treatment)

As figuras 9-12 são micrografias da superfície do suporte impregnado com Pt/Cu antes do tratamento a temperaturas elevadas. Estes resultados indicam as regiões de Cu depositadas na superfície do suporte de carbono tendo Pt depositada na mesma que geralmente mantiveram a morfologia e o tamanho irregular das regiões depositadas com Cu.Figures 9-12 are micrographs of the support surface impregnated with Pt / Cu before treatment at elevated temperatures. These results indicate the regions of Cu deposited on the surface of the carbon support having Pt deposited in it, which generally maintained the morphology and irregular size of the regions deposited with Cu.

A figura 13 fornece uma micrografia de STEM para uma porção do suporte impregnado. A Imagem Espectral marcada da porção foi submetida a análise de varredura em linha, cujos resultados são apresentados na figura 14. Como mostrado, a análise de varredura em linha indica a presença de cobre e platina ao longo da porção da imagem espectral.Figure 13 provides a micrograph of STEM for a portion of the impregnated support. The marked Spectral Image of the portion was subjected to in-line scan analysis, the results of which are shown in Figure 14. As shown, the in-line scan analysis indicates the presence of copper and platinum along the portion of the spectral image.

Catalisador de Pt/cu/c (após aquecimento)Pt / cu / c catalyst (after heating)

A figura 15 é uma fotomicrografia de STEM e a figura 16 é uma fotomicrografia de TEM de alta resolução (HRTEM) de uma porção do catalisador de Pt/Cu/C após aquecimento a temperaturas elevadas. Estas Figs indicam uma mudança na morfologia das regiões de Pt/Cu. Estes resultados indicam a formação de partículas esféricas de tamanhos que variam entre aproximadamente 1 nm a aproximadamente 15nm.Figure 15 is a photomicrograph of STEM and figure 16 is a high resolution TEM photomicrograph (HRTEM) of a portion of the Pt / Cu / C catalyst after heating to elevated temperatures. These Figs indicate a change in the morphology of the Pt / Cu regions. These results indicate the formation of spherical particles of sizes ranging from approximately 1 nm to approximately 15 nm.

As figuras 17 e 18 são espectros de Eds para as partículas de tamanhos variados. Na medida em que o tamanho de partícula aumenta, a razão de átomos de cobre para platina aumenta, indicando quantidade relativamente constante de platina entre as partículas. Acredita-se atualmente que a espessura da camada de platina é relativamente constante ao longo de um intervalo de tamanho de partícula.Figures 17 and 18 are Eds spectra for particles of varying sizes. As the particle size increases, the ratio of copper atoms to platinum increases, indicating a relatively constant amount of platinum between the particles. It is currently believed that the thickness of the platinum layer is relatively constant over a particle size range.

Catalisador de Pt/Cu/C Usado em 3 Ciclos da Reação de PMIDAPt / Cu / C Catalyst Used in 3 PMIDA Reaction Cycles

As figuras 19-21 são fotomicrografias de STEM para uma porção de um catalisador usado em 3 ciclos de reação de PMIDA sob o AS condições obsrvadas acima. Estes resultados indicam a presença de partículas estáveis, de tamanhos variáveis, incluindo aquelas no intervalo deFigures 19-21 are photomicrographs of STEM for a portion of a catalyst used in 3 PMIDA reaction cycles under the conditions noted above. These results indicate the presence of stable particles, of variable sizes, including those in the

119 aproximadamente 1-1,5 nm.119 approximately 1-1.5 nm.

A figura 22 fornece dados de varredura em linha para a porção da Imagem Espectral marcada da superfície do catalisador na figura 21. Com base na detecção de Cu ao longo de toda a imagem espectral, com o teor de cobre mais elevado no centro da partícula, enquanto que o sinal de platina permaneceu relativamente plano, estes resultados sugerem a presença de uma casca externa contendo platina relativamente fina (isto é, não mais do que 3 átomos de espessura). Ou seja, uma vez que a análise de varredura em linha usou um feixe de raios X de aproximadamente 1 nm (10 Â) de tamanho, isto sugere a presença de uma casca contendo platina tendo uma espessura de não mais do que 3 átomos de platina (o tamanho atômico da platina é 3Á).Figure 22 provides in-line scan data for the portion of the Spectral Image marked on the catalyst surface in Figure 21. Based on the detection of Cu throughout the entire spectral image, with the highest copper content in the center of the particle, while the platinum signal remained relatively flat, these results suggest the presence of an outer shell containing relatively thin platinum (that is, no more than 3 atoms in thickness). That is, since the in-line scan analysis used an X-ray beam of approximately 1 nm (10 Â) in size, this suggests the presence of a shell containing platinum having a thickness of no more than 3 platinum atoms (the atomic size of the platinum is 3A).

Catalisador de Pt/Cu/C Usado em 30 Ciclos de Reação de PMIDAPt / Cu / C Catalyst Used in 30 PMIDA Reaction Cycles

Estes resultados são para os catalisadores testados para 30 ciclos de reação. As fotomicrografias de STEM das figuras 23 e 24 indicam a presença de partículas estáveis, de dimensões variáveis, incluindo aproximadamente 1-1,5 nm. A figura 25 fornece dados de varredura em linha para a imagem espectral da porção marcada na figura 24. Estes resultados também indicam uma camada relativamente fina de platina na medida em que tanto os sinais de cobre quanto os de platina começaram a ser detectados no mesmo ponto por feixes de raios X tendo um tamanho de aproximadamente 1 nm, novamente indicando a presença de uma casca contendo platina com menos que 1 nm de espessura (isto é, menos do que 3 átomos de platina).These results are for the catalysts tested for 30 reaction cycles. STEM photomicrographs of figures 23 and 24 indicate the presence of stable particles, of variable dimensions, including approximately 1-1.5 nm. Figure 25 provides in-line scanning data for the spectral image of the portion marked in Figure 24. These results also indicate a relatively thin layer of platinum as both copper and platinum signals began to be detected at the same point by X-ray beams having a size of approximately 1 nm, again indicating the presence of a platinum-containing shell less than 1 nm thick (ie less than 3 platinum atoms).

As figuras 26 e 71 fornecem espectros de EDS para partículas de aproximadamente 2 nm e 9 nm de tamanho. Como mostrado, o percentual de átomos de cobre aumentou significativamente com o tamanho de partícula, incluindo a presença de um núcleo rico em cobre.Figures 26 and 71 provide EDS spectra for particles approximately 2 nm and 9 nm in size. As shown, the percentage of copper atoms increased significantly with particle size, including the presence of a copper-rich nucleus.

Exemplo 22Example 22

Este exemplo descreve os resultados das análises de microscopia geralmente conduzidas como descrito no exemplo 46 para: (1) um precursor de catalisador nominal de 2%Pt/3,45% Cu/C preparado comoThis example describes the results of microscopy analyzes generally conducted as described in example 46 for: (1) a nominal 2% Pt / 3.45% Cu / C catalyst precursor prepared as

120 descrito no exemplo 9, e (2) um catalisador nominal de 2%Pt/3,45% Cu/C preparado a partir do precursor (1) (por exemplo, pelo aquecimento do precursor a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C).120 described in example 9, and (2) a nominal 2% Pt / 3.45% Cu / C catalyst prepared from the precursor (1) (for example, by heating the precursor to a maximum temperature of approximately 950 ° C ).

As figuras 28 e 29 são imagens de TEM e STEM para o percursor (1). As figuras 30-37 fornecem imagens de TEM e os dados de varredura em linha correspondentes para as porções da superfície do precursor. Como mostrado pelas varreduras em linha, a platina e o cobre foram detectados por toda a partícula.Figures 28 and 29 are TEM and STEM images for the precursor (1). Figures 30-37 provide TEM images and the corresponding in-line scan data for portions of the precursor surface. As shown by in-line scans, platinum and copper were detected throughout the particle.

As figuras 38 e 39 são imagens de TEM e STEM para o catalisador (2). As figuras 40 e 42 indicam a porção da superfície do catalisador analisada por varreduras em linha, os resultados das quais são mostrados nas figuras 41 e 43, respectivamente. Os resultados de varredura em linha indicam a presença de platina em todas as partículas.Figures 38 and 39 are TEM and STEM images for the catalyst (2). Figures 40 and 42 indicate the portion of the catalyst surface analyzed by in-line scans, the results of which are shown in figures 41 and 43, respectively. The results of in-line scanning indicate the presence of platinum in all particles.

Exemplo 23Example 23

Este exemplo fornece a distribuição de tamanho de partícula para o catalisador de 2%Pt/3,45% Cu/C nominal preparado como descrito no exemplo 9. Quinze imagens do tipo mostradas nas figuras 44 e 45 foram usadas para determinar o tamanho de um total de 1177 partículas. A distribuição do tamanho das partículas medidas é mostrada na figura 46. Este exemplo também fornece análises de distribuição do tamanho de partículas para o catalisador após o uso na oxidação de PMIDA por 4 ciclos de reação, sob as condições descritas no exemplo 7. Catorze imagens do tipo mostradas nas figuras 47 e 48 foram usados para determinar o tamanho de 1319 partículas. A distribuição de tamanho das partículas medidas é mostrada na figura 49.This example provides the particle size distribution for the nominal 2% Pt / 3.45% Cu / C catalyst prepared as described in example 9. Fifteen images of the type shown in figures 44 and 45 were used to determine the size of a total of 1177 particles. The measured particle size distribution is shown in figure 46. This example also provides analysis of particle size distribution for the catalyst after use in PMIDA oxidation for 4 reaction cycles, under the conditions described in example 7. Fourteen images of the type shown in figures 47 and 48 were used to determine the size of 1319 particles. The size distribution of the measured particles is shown in figure 49.

Exemplo 24Example 24

Este exemplo fornece resultados da difração de raios X para um catalisador de Pt 2%/Cu/C 3,45% nominal preparado como descrito no exemplo 12.This example provides X-ray diffraction results for a nominal 2% Pt / Cu / C 3.45% catalyst prepared as described in example 12.

As figuras 50 e 51 fornecem resultados de difração para uma área superficial do catalisador tendo um diâmetro de aproximadamente 1 pm, medida utilizando difração de elétrons em área selecionada (SAED).Figures 50 and 51 provide diffraction results for a surface area of the catalyst having a diameter of approximately 1 pm, measured using electron diffraction in the selected area (SAED).

121121

Com base na produção de índices FCC (cúbico de faces centradas) (isto é, os resultados denotaram 113, 022, 002, e 111) e índices cúbicos primitivos (ou seja, os resultados denotaram 300, 221, 310, e 210), os resultados de SAED indicam a presença de uma fase de liga de CuPt (provavelmente Cu3Pt) Os resultados também podem indicar a presença de uma fase de cobre metálico.Based on the production of FCC (cubic centered faces) indices (that is, the results denoted 113, 022, 002, and 111) and primitive cubic indices (that is, the results denoted 300, 221, 310, and 210), SAED results indicate the presence of a CuPt alloy phase (probably Cu 3 Pt). The results may also indicate the presence of a metallic copper phase.

As figuras 52 e 53 fornecem resultados de nanodifração a partir de uma única partícula na superfície do suporte. Os resultados de nanodifração são obtidos por focagem de um feixe de raios X que tem um diâmetro de aproximadamente 50 nm de diâmetro, sobre uma porção da superfície do catalisador. Com base na geração de índices cúbicos primitivos (ou seja, 010, 100, e 01-1), estes resultados também indicam a presença de uma fase de liga de CuPt (provavelmente Cu3Pt). Acredita-se que os índices denotados 200 e 11-1 são evidências da presença de uma fase de Cu, fase de Pt, ou evidência adicional de uma fase de liga de CuPt. As figuras 54 e 55 destacam os resultados de nanodifração (as porções circuladas) indicando a presença de uma fase de cobre metálico.Figures 52 and 53 provide nanodifraction results from a single particle on the support surface. The nanodifraction results are obtained by focusing an X-ray beam that has a diameter of approximately 50 nm in diameter, over a portion of the catalyst surface. Based on the generation of primitive cubic indices (ie 010, 100, and 01-1), these results also indicate the presence of a CuPt alloy phase (probably Cu 3 Pt). The indices denoted 200 and 11-1 are believed to be evidence of the presence of a Cu phase, Pt phase, or additional evidence of a CuPt alloy phase. Figures 54 and 55 highlight the results of nanodifraction (the circulated portions) indicating the presence of a metallic copper phase.

Os exemplos 25-42 seguintes fornecem dados de teste de reação para vários catalisadores preparados, em geral, como descritos nos exemplos 8-18. Vários parâmetros (por exemplo, carga metálica, temperatura de deposição de metal e temperatura de tratamento térmico) foram modificados para determinar o efeito, se houver algum, no desempenho do catalisador. A menos que especificamente observado de outro modo, o suporte impregnado de metal foi aquecido até uma temperatura máxima de aproximadamente 955°C na presença de uma atmosfera de hidrogênio (2%)/argônio. Os catalisadores foram geralmente testados na oxidação de PMIDA sob as condições indicadas no exemplo 7. Exemplo 25The following examples 25-42 provide reaction test data for various catalysts prepared, in general, as described in examples 8-18. Various parameters (for example, metal charge, metal deposition temperature and heat treatment temperature) have been modified to determine the effect, if any, on the catalyst's performance. Unless specifically noted otherwise, the metal impregnated support was heated to a maximum temperature of approximately 955 ° C in the presence of a hydrogen (2%) / argon atmosphere. The catalysts were generally tested for oxidation of PMIDA under the conditions indicated in example 7. Example 25

Catalisadores: (1) Pt 2,5%/ Cu 10%; (2) Pt 2,5%/Cu 20%; (3) Pt 2,5%/Cu 7,5%; e (4) Pt 5%/Fe 0,l% /Co 0,4 %. (composição nominal).Catalysts: (1) Pt 2.5% / Cu 10%; (2) Pt 2.5% / Cu 20%; (3) Pt 2.5% / Cu 7.5%; and (4) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%. (nominal composition).

A figura 56 fornece dados de tempo de ciclo para cada um de (1) - (4) para nove ciclos de reação.Figure 56 provides cycle time data for each of (1) - (4) for nine reaction cycles.

122122

A figura 57 fornece dados de lixiviação de platina para (1) e (2) para cada um dos nove ciclos de reação.Figure 57 provides platinum leach data for (1) and (2) for each of the nine reaction cycles.

Exemplo 26Example 26

Catalisadores: (1) Pt 2,5%/Cu 7,5%; (2) Pt 2,5% /Cu 5%; (3) Pt 5 5%/Fe 0,1 %/Co 0,4%; e (4) 720°C/Pt 2,5%/Cu 10%. (composição nominal).Catalysts: (1) Pt 2.5% / Cu 7.5%; (2) Pt 2.5% / Cu 5%; (3) Pt 5 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%; and (4) 720 ° C / Pt 2.5% / Cu 10%. (nominal composition).

A figura 58 fornece dados de tempo de ciclo para cada um de (1) - (4) para nove ciclos de reação.Figure 58 provides cycle time data for each of (1) - (4) for nine reaction cycles.

Exemplo 27Example 27

Catalisadores: (1) Pt 2,5%/Cu 10% e (2) 720°C/Pt 2,5%/Cu 10%. 10 (composição nominal).Catalysts: (1) Pt 2.5% / Cu 10% and (2) 720 ° C / Pt 2.5% / Cu 10%. 10 (nominal composition).

Cada catalisador foi testado durante 10 ciclos de reação.Each catalyst was tested for 10 reaction cycles.

A figura 59 fornece dados de tempo de ciclo.Figure 59 provides cycle time data.

A figura 60 fornece dados de geração de IDA.Figure 60 provides IDA generation data.

A figuras 61 e 62 fornecem formaldeído residual e concentração 15 de ácido fórmico, respectivamente.Figures 61 and 62 provide residual formaldehyde and formic acid concentration 15, respectively.

A tabela 10 fornece uma comparação da lixiviação de platina para os dois catalisadores. Como mostrado, menos platina foi lixiviada a partir do catalisador preparado incluindo tratamento térmico a 720°C.Table 10 provides a comparison of platinum leaching for the two catalysts. As shown, less platinum was leached from the prepared catalyst including heat treatment at 720 ° C.

Tabela 10_Table 10_

Pt/Partes por Milhão (ppm) Pt / Parts per Million (ppm) Ciclo Cycle 2,5%Pt10%Cu 2.5% Pt10% Cu 720°C-2,5%Pt10%Cu 720 ° C-2.5% Pt10% Cu 1 1 0,103 0.103 <0,02 <0.02 2 2 3 3 0,0715 0.0715 <0,02 <0.02 4 4 5 5 0,0539 0.0539 <0,02 <0.02 6 6 7 7 0,0514 0.0514 <0,02 <0.02 8 8 9 9 0,0507 0.0507 0,0202 0.0202 10 10

123123

Exemplo 28Example 28

Catalisadores: (1) Pt 2,5%/Cu 7,5%; (2)Catalysts: (1) Pt 2.5% / Cu 7.5%; (2)

815°C/Pt 2,5%/Cu 7,5%; e (3) Pt 5%/Fe O,l%/Co 0,4%. (composição nominal). Cada catalisador foi testado para os nove ciclos de reação.815 ° C / Pt 2.5% / Cu 7.5%; and (3) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%. (nominal composition). Each catalyst was tested for the nine reaction cycles.

A figura 63 fornece dados de tempo de ciclo para cada um de (1)Figure 63 provides cycle time data for each of (1)

-(3).- (3).

As figuras 64 e 65 fornecem as concentrações de ácido fórmico e formaldeído residual, respectivamente para cada um de (1) - (3).Figures 64 and 65 provide the concentrations of formic acid and residual formaldehyde, respectively for each of (1) - (3).

Exemplo 29Example 29

Catalisadores: (1) 815°C/Pt 2,5%/Cu 7,5%; (2) 815°C/Pt2,5% /Cu 7,5%; e (3) Pt 5%/Fe 0,l% /Co 0,4%. (composição nominal). Cada catalisador foi testado para os nove ciclos de reação.Catalysts: (1) 815 ° C / Pt 2.5% / Cu 7.5%; (2) 815 ° C / Pt2.5% / Cu 7.5%; and (3) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%. (nominal composition). Each catalyst was tested for the nine reaction cycles.

A figura (66) fornece dados de tempo de ciclo para cada um de (1)-(3).Figure (66) provides cycle time data for each of (1) - (3).

As figuras 67 e 68 fornecem concentração de ácido fórmico e formaldeído residual, respectivamente, para cada um de (1) - (3).Figures 67 and 68 provide concentration of formic acid and residual formaldehyde, respectively, for each of (1) - (3).

Exemplo 30Example 30

Catalisadores: (1) 815°C/Pt 2,5%/Cu 7,5%; (2)Catalysts: (1) 815 ° C / Pt 2.5% / Cu 7.5%; (2)

815°C/Pt 2,5%/Cu 5%; (3) Pt 5%/Fe 0,l%/Co 0,4%; (4) 815°C/Pt2,5 %/ Cu 3%. (composição nominal). Cada catalisador foi testado para os dez ciclos de reação.815 ° C / 2.5% Pt / 5% Cu; (3) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%; (4) 815 ° C / Pt2.5% / Cu 3%. (nominal composition). Each catalyst was tested for the ten reaction cycles.

A figura 69 fornece os resultados da geração de IDA para cada um dos (1)-(4).Figure 69 provides the IDA generation results for each of (1) - (4).

As figuras 70 e 71 fornecem as concentrações de ácido fórmico e formaldeído residual, respectivamente, para cada um de (1) - (4).Figures 70 and 71 provide the concentrations of formic acid and residual formaldehyde, respectively, for each of (1) - (4).

Exemplo 31Example 31

Catalisadores: (1) 815°C/ Pt 2,5%/Cu 5%; (2) 715°C/Pt2,5%/Cu 5%; (3) 615°C/Pt 2,5%/Cu 5%; e (4) Pt 5%/Fe 0,1% /Co 0,4%. (composição nominal). Cada catalisador foi testado para os dez ciclos de reação e vários parâmetros foram compilados para nove ou cada um dos dez ciclos de reação.Catalysts: (1) 815 ° C / Pt 2.5% / Cu 5%; (2) 715 ° C / Pt2.5% / 5% Cu; (3) 615 ° C / Pt 2.5% / Cu 5%; and (4) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%. (nominal composition). Each catalyst was tested for the ten reaction cycles and several parameters were compiled for nine or each of the ten reaction cycles.

A figura 72 fornece as resultados do tempo de ciclo.Figure 72 provides the cycle time results.

124124

As figuras 73 e 74 fornecem as concentrações de ácido fórmico e formaldeído residual, respectivamente.Figures 73 and 74 provide the concentrations of formic acid and residual formaldehyde, respectively.

A figura 75 fornece os resultados da lixiviação de platina.Figure 75 provides the results of the platinum leaching.

A figura 76 fornece os resultados da geração de IDA.Figure 76 provides the results of IDA generation.

A figura 77 fornece os resultados da geração de NMG.Figure 77 provides the results of NMG generation.

A figura 78 fornece os resultados da geração de CO2 total.Figure 78 provides the results of total CO 2 generation.

Exemplo 32Example 32

Catalisadores: (1) 915°C/Pt 2%/Cu 4% (aquecida em uma atmosfera contendo hidrogênio, isto é, reduzida): (2) 910°C/Pt 2%/Cu 4% (aquecida em uma atmosfera inerte, ou seja, calcinada); e (3) Pt 5%/Fe 0,l%/Co 0,4%. (composição nominal). Cada catalisador foi testado para os nove ciclos de reação.Catalysts: (1) 915 ° C / Pt 2% / Cu 4% (heated in an atmosphere containing hydrogen, ie reduced): (2) 910 ° C / Pt 2% / Cu 4% (heated in an inert atmosphere , that is, calcined); and (3) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%. (nominal composition). Each catalyst was tested for the nine reaction cycles.

Como mostrado na figura 79, o tempo de ciclo foi similar para cada um de (1) - (3), mas o tempo de ciclo para o catalisador (3) foi ligeiramente mais elevado para os ciclos de 3 a 8.As shown in figure 79, the cycle time was similar for each of (1) - (3), but the cycle time for catalyst (3) was slightly higher for cycles 3 through 8.

A figura 80 fornece os resultados da produção de formaldeído.Figure 80 provides the results of formaldehyde production.

A figura 81 fornece os resultados de geração de ácido fórmico.Figure 81 provides the results of formic acid generation.

Como mostrado na figura 82, a geração de IDA foi substancialmente equivalente para cada catalisador durante os ciclos de 3 aAs shown in figure 82, the generation of IDA was substantially equivalent for each catalyst during cycles from 3 to

9.9.

Os resultados apresentados na figura 83 indicam geração reduzida de NMG para cada um dos catalisadores de Pt 2%, em comparação com os catalisadores de Pt 5%.The results shown in figure 83 indicate reduced NMG generation for each of the 2% Pt catalysts, compared to the 5% Pt catalysts.

A figura 84 fornece os resultados da geração de CO2 total.Figure 84 provides the results of total CO 2 generation.

Exemplo 33Example 33

Este exemplo fornece os resultados de lixiviação de platina para os seguintes catalisadores: (1) 815°C/Pt 2,5% /Cu 5%; (2) 815 °C/ Pt 2,5 %/ Cu 3%; (3) 910°C/ PT 2%/Cu 4%; (4) 908°C/ PT 2%/Cu 3,6%; e (5) 975°C/ Pt2% /Cu3,6%. (composição nominal). Os resultados são mostrados na figura 85.This example provides platinum leaching results for the following catalysts: (1) 815 ° C / 2.5% Pt / 5% Cu; (2) 815 ° C / Pt 2.5% / Cu 3%; (3) 910 ° C / PT 2% / Cu 4%; (4) 908 ° C / PT 2% / Cu 3.6%; and (5) 975 ° C / Pt2% / Cu3.6%. (nominal composition). The results are shown in figure 85.

Exemplo 34Example 34

Este exemplo fornece resultados dos testes para osThis example provides test results for

125 catalisadores em que a temperatura de deposição de cobre variou por aproximadamente 10°C (aproximadamente 25°C e aproximadamente 35°C) enquanto que a temperatura do tratamento térmico após a deposição de platina foi substancialmente similar.125 catalysts in which the copper deposition temperature varied by approximately 10 ° C (approximately 25 ° C and approximately 35 ° C) while the temperature of the heat treatment after platinum deposition was substantially similar.

Catalisadores: (1) 970°C/ Pt2%/Cu 3,45% /35°C e (2) 965°C/ PT 2%/Cu 3,45% /25°C. (composição nominal).Catalysts: (1) 970 ° C / Pt2% / Cu 3.45% / 35 ° C and (2) 965 ° C / PT 2% / Cu 3.45% / 25 ° C. (nominal composition).

Como mostrado nas figuras 86 e 87, a geração de formaldeído e ácido fórmico foi ligeiramente mais baixa para o catalisador preparado com a maior temperatura de plaqueamento de cobre.As shown in figures 86 and 87, the generation of formaldehyde and formic acid was slightly lower for the catalyst prepared with the highest copper plating temperature.

Os resultados apresentados na figura 88 indicam geração de IDA inicial mais elevada para o catalisador preparado com a maior temperatura de plaqueamento de cobre, mas os resultados semelhantes para cada catalisador começando com o terceiro ciclo.The results shown in figure 88 indicate a higher initial IDA generation for the catalyst prepared with the highest copper plating temperature, but similar results for each catalyst starting with the third cycle.

Como mostrado na figura 89, a lixiviação da platina foi mais baixa para o catalisador preparado na temperatura mais baixa de plaqueamento de cobre. A figura 90 indica lixiviação de cobre inicial reduzida para o catalisador preparado na temperatura mais baixa de plaqueamento de cobre.As shown in figure 89, platinum leaching was lower for the catalyst prepared at the lowest copper plating temperature. Fig. 90 indicates reduced initial copper leaching for the catalyst prepared at the lowest copper plating temperature.

Exemplo 35Example 35

Este exemplo fornece resultados para o teste de oxidação de PMIDA estendida ao longo de 30 ciclos de reação.This example provides results for the PMIDA oxidation test extended over 30 reaction cycles.

Os catalisadores testados incluiam:The catalysts tested included:

(1) Pt2%/Cu/C 3,45% nominal preparado como descrito no exemplo 12;(1) Pt2% / Cu / C 3.45% nominal prepared as described in example 12;

(2) Pt 5%/Fe 0,1%/Co 0,4%;(2) Pt 5% / Fe 0.1% / Co 0.4%;

(3) Pt 2%/Cu/C 3,45% nominal preparado como descrito no Eexemplo 16;(3) Pt 2% / Cu / C nominal 3.45% prepared as described in Eexample 16;

(4) catalisador de PT 5%/ Fe 0,5%.(4) PT 5% / 0.5% Fe catalyst.

Como mostrado nas figuras 91-94, o tempo de ciclo, a geração CO2 total, a geração de formaldeído e a geração de ácido fórmico foram substancialmente semelhantes para cada um de (1) - (4). A carga de catalisador foi constante para cada catalisador; deste modo, os catalisadores (1) e (3) forneceram resultados semelhantes em cargas reduzidas de platina em comparação com os catalisadores (2) e (4).As shown in figures 91-94, the cycle time, total CO 2 generation, formaldehyde generation and formic acid generation were substantially similar for each of (1) - (4). The catalyst load was constant for each catalyst; thus, catalysts (1) and (3) provided similar results at reduced platinum loads compared to catalysts (2) and (4).

126126

A figura 95 fornece dados de lixiviação de Cu e Fe para catalisadores (1), (3), e (4).Fig. 95 provides Cu and Fe leach data for catalysts (1), (3), and (4).

Exemplo 36Example 36

Este exemplo fornece os resultados dos testes de oxidação de 5 PMIDA para os catalisadores preparados em diferentes temperaturas de calcinação e tendo diferentes teores de cobre. Catalisadores: (1) 908°C/ Pt 2%/Cu 3,6%; (2) 975°C/ Pt 2%/ Cu 3,6%; (3) 910°C/ Pt 2%/Cu 4%; e (4)This example provides the results of the 5 PMIDA oxidation tests for catalysts prepared at different calcination temperatures and having different copper levels. Catalysts: (1) 908 ° C / Pt 2% / Cu 3.6%; (2) 975 ° C / Pt 2% / Cu 3.6%; (3) 910 ° C / Pt 2% / Cu 4%; and (4)

970°C/ Pt 2% /3,45 Cu%. (composição nominal)970 ° C / Pt 2% / 3.45 Cu%. (nominal composition)

A figura 96 os resultados da geração de IDA.Figure 96 shows the results of IDA generation.

As figuras 97 e 98 indicam resultados substancialmente similares para a geração de formaldeído e ácido fórmico.Figures 97 and 98 indicate substantially similar results for the generation of formaldehyde and formic acid.

Exemplo 37Example 37

Este exemplo fornece dados do teste de reator para catalisadores de Pt 2%/Cu/C 4% preparados, em geral, como descrito no exemplo 11. Cada catalisador foi testado para os 9 ciclos de reação de PMIDA.This example provides reactor test data for 2% Pt / 4% Cu / C catalysts prepared, in general, as described in example 11. Each catalyst was tested for the 9 PMIDA reaction cycles.

Um catalisador foi preparado por aquecimento do suporte impregnado com metal a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de uma atmosfera inerte de argônio. Um segundo catalisador foi preparado pelo contato do suporte impregnado com metal a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de uma atmosfera de hidrogênio/argônio (2%/98%) (v/v).A catalyst was prepared by heating the metal impregnated support to a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an inert argon atmosphere. A second catalyst was prepared by contacting the metal impregnated support at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an atmosphere of hydrogen / argon (2% / 98%) (v / v).

Os dados de tempo de ciclo e da geração CO2 são fornecidos para os dois catalisadores na tabela 11. A figura 99 mostra o tempo de ciclo para cada catalisador.Cycle time and CO 2 generation data are provided for the two catalysts in table 11. Figure 99 shows the cycle time for each catalyst.

127127

Tabela 11Table 11

Ciclo Cycle Calcinado Calcined Calcinado Calcined H2-ReduzidoH 2 -Reduced H2-ReduzidoH 2 -Reduced 1 1 2220 2220 38,75 38.75 1867 1867 50,92 50.92 2 2 2226 2226 37,67 37.67 2077 2077 42,33 42.33 3 3 2181 2181 37,58 37.58 2109 2109 39,42 39.42 4 4 2181 2181 38 38 2155 2155 37,08 37.08 5 5 2179 2179 37,25 37.25 2095 2095 40,42 40.42 6 6 2094 2094 39,25 39.25 2136 2136 37,42 37.42 7 7 2078 2078 39,75 39.75 2089 2089 39 39 8 8 2075 2075 39 39 2067 2067 38,5 38.5 9 9 2034 2034 40,33 40.33 2060 2060 37,42 37.42

Exemplo 38Example 38

Este exemplo fornece dados de teste de reactor para um catalisador de Pt 2%/ Cu/C 4% ou um suporte impregnado com metal de PtThis example provides reactor test data for a 2% Pt / 4% Cu / C catalyst or a Pt metal impregnated support

2%/ Cu/C 4% (precursor) preparado, em geral, como descrito no exemplo2% / Cu / C 4% (precursor) prepared, in general, as described in the example

11.0 catalisador e o suporte impregnado com metal foram testados em 4 ciclos de reação de PMIDA. O catalisador foi preparado pelo contato de um suporte impregnado com metal a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de uma atmosfera de hidrogênio/argônio (2%/98%)(v/v).11.0 catalyst and metal impregnated support were tested in 4 PMIDA reaction cycles. The catalyst was prepared by contacting a support impregnated with metal at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an atmosphere of hydrogen / argon (2% / 98%) (v / v).

Os dados de tempo de ciclo e geração de CO2 são fornecidos para o catalisador e o suporte impregnado com metal na tabela 12. A figura 100 mostra o tempo de ciclo para cada catalisador.The cycle time and CO 2 generation data are provided for the catalyst and the metal impregnated support in table 12. Figure 100 shows the cycle time for each catalyst.

Tabela 12Table 12

Ciclo Cycle Precursor Precursor Precursor Precursor Catalisador Catalyst Catalisador Catalyst 1 1 2003,4 2003.4 36,92 36.92 1866,6 1866.6 50,92 50.92 2 2 1912,5 1912.5 39,17 39.17 2076,8 2076.8 42,33 42.33 3 3 1841 1841 41,58 41.58 2109,2 2109.2 39,42 39.42

Exemplo 39Example 39

Este exemplo fornece uma comparação de catalisadores de PtThis example provides a comparison of Pt catalysts

128128

2%/Cu/C 4% preparados usando diferentes fontes de platina. Cada catalisador foi preparado, em geral, como descrito no exemplo 11, incluindo o aquecimento de um suporte impregnado com metal a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C. A platina foi depositada pela deposição por deslocamento sobre suporte impregnado com cobre usando fontes de platina de: (1) K2PtCI4 (ou seja, íons Pt+2) e (2) H2PtCI6. H2O (ou seja, íons Pt+4).2% / Cu / C 4% prepared using different sources of platinum. Each catalyst was prepared, in general, as described in example 11, including heating a metal impregnated support to a maximum temperature of approximately 950 ° C. Platinum was deposited by displacement deposition on a copper impregnated support using platinum sources of: (1) K 2 PtCI 4 (ie Pt +2 ions) and (2) H 2 PtCI 6 . H 2 O (ie Pt +4 ions).

A tabela 13 fornece o tempo de ciclo, dados de geração de CO2, e diferença de atividade (com base no tempo de ciclo) para cada catalisador em 9 ciclos de reação. As figuras 101 e 102 fornecem os dados de tempo de ciclo e as diferença de atividade.Table 13 provides the cycle time, CO 2 generation data, and difference in activity (based on cycle time) for each catalyst in 9 reaction cycles. Figures 101 and 102 provide cycle time data and activity differences.

Tabela 13Table 13

Ciclo Cycle K2PtCI4 K 2 PtCI 4 K2PtCI4 K 2 PtCI 4 H2PtCI6 H 2 PtCI 6 H2PtCI6 H 2 PtCI 6 delta t delta t % de Atividade % Activity 1 1 1866,6 1866.6 50,92 50.92 1640,8 1640.8 58,5 58.5 7,58 7.58 0,87 0.87 2 2 2076,8 2076.8 42,33 42.33 1879,8 1879.8 50,58 50.58 8,25 8.25 0,84 0.84 3 3 2109,2 2109.2 39,42 39.42 1989,6 1989.6 46,42 46.42 7 7 0,85 0.85 4 4 2155,1 2155.1 37,08 37.08 1980,4 1980.4 45,33 45.33 8,25 8.25 0,82 0.82 5 5 2095,1 2095.1 40,42 40.42 1982 1982 44,08 44.08 3,66 3.66 0,92 0.92 6 6 2135,9 2135.9 37,42 37.42 1994,7 1994.7 44,25 44.25 6,83 6.83 0,85 0.85 7 7 2089 2089 39 39 1954,2 1954.2 45,75 45.75 6,75 6.75 0,85 0.85 8 8 2066,8 2066.8 38,5 38.5 1973,4 1973.4 44,75 44.75 6,25 6.25 0,86 0.86 9 9 2059,6 2059.6 37,42 37.42 1962,1 1962.1 45,08 45.08 7,66 7.66 0,83 0.83 Tempo do Time CO2 CO 2 Média de 0,846 Average of 0.846 CO2 TotalTotal CO 2 Ciclo Cycle Total Total Tempo do Ciclo Cycle Time excluindo o 5°Ciclo excluding the 5th Cycle

Exemplo 40Example 40

Este exemplo fornece dados de quimissorção do CO (isto é, 15 densidade de sítio de platina) para catalisadores de teores variados de platina preparados, em geral, tal como descrito nos exemplos 8, 11, 14, e 15. A tabela 14 fornece a quimissorção do CO (determinada geralmente de acordo com o método descrito no exemplo 67) e a figura 103 fornece uma plotagem de carga de platina versus densidade de sítio de platina. OsThis example provides CO chemisorption data (i.e., platinum site density) for catalysts of varying levels of platinum prepared, in general, as described in examples 8, 11, 14, and 15. Table 14 provides the CO chemisorption (determined generally according to the method described in example 67) and Figure 103 provides a plot of platinum loading versus platinum site density. The

129 catalisadores foram testados na oxidação de PMIDA para 10 ciclos de reação antes da análise de quimissorção do CO.129 catalysts were tested on the oxidation of PMIDA for 10 reaction cycles before the CO chemisorption analysis.

Tabela 14_Table 14_

Carga de Pt Pt Charge Quimissorção Ciclo 2 Densidade de sítio de Pt (pmol CO/g catalisador) Chimisection Cycle 2 Pt site density (pmol CO / g catalyst) 2 2 20,24 20.24 2,5 2.5 30,1 30.1 3 3 34,9 34.9 4 4 58 58

Estes resultados mostram uma relação linear entre a densidade de sítio e a carga de platina. Com base nestes resultados, acredita-se atualmente que uma porção significativa da platina incorporada no catalisador está presente na forma de uma casca relativamente fina. Pelo contrário, uma relação não linear entre a carga e a densidade de sítio de platina foi observada para os catalisadores convencionais contendo platina.These results show a linear relationship between the site density and the platinum charge. Based on these results, it is currently believed that a significant portion of the platinum incorporated in the catalyst is present in the form of a relatively thin shell. In contrast, a non-linear relationship between charge and platinum site density was observed for conventional platinum-containing catalysts.

Acredita-se atualmente que isto é devido ao fato de que uma porção maior da platina é distribuída através das partículas do metal. Assim, além de certo nível de platina, a carga da densidade do sítio de platina não aumenta, uma vez que a porção de platina distribuída ao longo das partículas não contribui para a área superficial exposta de platina.It is currently believed that this is due to the fact that a larger portion of the platinum is distributed through the metal particles. Thus, in addition to a certain level of platinum, the density load of the platinum site does not increase, since the platinum portion distributed throughout the particles does not contribute to the exposed platinum surface area.

Exemplo 41Example 41

Os catalisadores contendo teores nominais de metal de aproximadamente Pt 2% e Cu 4% foram preparados, em geral, como descrito nos exemplos 11 e 12. O banho de deposição de metal foi mantido sob uma atmosfera de nitrogênio durante a deposição de cobre.Catalysts containing nominal metal content of approximately Pt 2% and Cu 4% were prepared, in general, as described in examples 11 and 12. The metal deposition bath was maintained under a nitrogen atmosphere during copper deposition.

Os resultados dos testes de reação comparando os catalisadores de Pt/Cu para catalisador de Pt 5%/Fe 0,5% de são mostrados na figura 104. Como mostrado, todos os catalisadores forneceram uma atividade comparável.The results of the reaction tests comparing Pt / Cu catalysts to 5% Pt / 0.5% Fe catalysts are shown in figure 104. As shown, all catalysts provided comparable activity.

130130

Exemplo 42Example 42

Estes exemplos detalham o teste de reação de catalisadores de Pt 3%/Cu 6% nominais preparados como descrito no exemplo 14 com várias cargas de catalisador. Um catalisador foi testado com uma carga de catalisador de aproximadamente 0,25 g e um outro foi testado a uma carga de aproximadamente 0,17 g. O desempenho de cada catalisador foi comparado com um catalisador de Pt 5%/Fe 0,5% preparado geralmente como descrito na patente U.S. no. 6,417,133 com uma carga de 0,25 g. As cargas total de platina e de de catalisadores são resumidas na tabela 15. Os resultados de geração de CO2 total e os resultados de tempo de ciclo são apresentados nas figuras 105 e 106, respectivamente. Em comparação com os catalisadores de Pt 5%/Fe 0,5%, estes resultados indicam atividade melhorada para o catalisador de Pt 3% com carga equivalente de catalisador e, pelo menos, uma atividade comparável com baixa carga de catalisador.These examples detail the reaction test of nominal 3% Pt / 6% Cu catalysts prepared as described in example 14 with various catalyst loads. One catalyst was tested with a catalyst load of approximately 0.25 g and another was tested at a load of approximately 0.17 g. The performance of each catalyst was compared with a 5% Pt / 0.5% Fe catalyst prepared generally as described in US patent no. 6,417,133 with a load of 0.25 g. The total platinum and catalyst loads are summarized in table 15. The total CO 2 generation results and cycle time results are shown in figures 105 and 106, respectively. In comparison with Pt 5% / Fe 0.5% catalysts, these results indicate improved activity for Pt 3% catalyst with equivalent catalyst load and at least comparable activity with low catalyst load.

Consequentemente, os catalisadores Pt 3% da presente invenção, ou outros catalisadores semelhantes, podem ser utilizados para fornecer uma melhoria na atividade do catalisador, ou uma redução no capital do metal de trabalho. Tabela 15Consequently, the Pt 3% catalysts of the present invention, or other similar catalysts, can be used to provide an improvement in the activity of the catalyst, or a reduction in the capital of the working metal. Table 15

Carga do Cat. Load of Cat. Redução Reduction Carga de Pt Pt Charge Redução na Carga dePt Reduction in Load of PT Condição Um Condition One 0,25 g 0.25 g 0% 0% 0,0075 g 0.0075 g 40% 40% Condição Dois Condition Two 0,167 g 0.167 g 33% 33% 0,005 g 0.005 g 60% 60% Controle Control 0.25 g 0.25 g 0% 0% 0,0125 g 0.0125 g 0% 0%

III. Modalidades AdicionaisIII. Additional Modalities

Preparação de ácido dissódico iminodiacético (DSIDA)Preparation of iminodiacetic disodium acid (DSIDA)

Exemplo 43Example 43

Este exemplo descreve a análise e o teste de: (1) um catalisador contendo cobre e carbono-suportado em paládio (CuPdC) do tipo descrito na patente U.S. n° 5.916.840, 5.689.000 e/ou 5.627.125; e (2) um catalisador deThis example describes the analysis and testing of: (1) a copper and carbon-supported palladium (CuPdC) catalyst of the type described in U.S. Patent No. 5,916,840, 5,689,000 and / or 5,627,125; and (2) a catalyst for

CuPdC preparado como descrito na patente U.S. n° 5.916.840, 5.689.000 e/ou 5.627.125 que foi tratado pelo contato com uma mistura contendo 1,4-cicloexano -diona e etileno glicol tal como descrito no exemplo 1 (mecanismo 2).CuPdC prepared as described in US Patent No. 5,916,840, 5,689,000 and / or 5,627,125 which was treated by contact with a mixture containing 1,4-cyclohexane-dione and ethylene glycol as described in example 1 (mechanism 2 ).

131131

Os catalisadores tratados e não tratado foram analisados para determinar as suas áreas superficiais de Langmuir e para fornecer comparações das áreas superficiais dos microporos e macroporos antes e após o tratamento.The treated and untreated catalysts were analyzed to determine their Langmuir surface areas and to provide comparisons of the microporous and macropore surface areas before and after treatment.

Tabela 16Table 16

Amostra Sample Diona Diona Diol Diol % AS de microporos original % Of the micropores original % AS de macroporo original % Of the macropore original Carbono A Carbon A 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 22,6 22.6 75,8 75.8 Carbono A Carbon A 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 58,4 58.4 84 84 Carbono B Carbon B 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 55,6 55.6 78,7 78.7 Carbono B Carbon B 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 32,2 32.2 39,8 39.8 Carbono C Carbon C 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 17,9 17.9 76,8 76.8 Carbono C Carbon C 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted Etileno glicol Ethylene glycol 45 45 75,6 75.6 Carbono C Carbon C 1,4-dissubstituída 1,4-disubstituted 1,2-Propanodiol 1,2-Propanediol 14,4 14.4 67,5 67.5 Carbono C Carbon C 1,3-dissubstituída 1,3-disubstituted 1,2-Propanodiol 1,2-Propanediol 56,1 56.1 80,7 80.7

Como se mostra na tabela 16, o tratamento do catalisador forneceu um 75% de redução na área superficial de microporos do catalisador, ao fornecer uma redução na área superficial dos macroporos com menos do que 20% (ou seja, uma redução preferencial na área superficial dos microporos de aproximadamente 4 vezes maior do que a redução na área superficial dos macroporos).As shown in table 16, the catalyst treatment provided a 75% reduction in the catalyst micropore surface area, by providing a reduction in the macropore surface area by less than 20% (ie, a preferential reduction in the surface area micropores approximately 4 times greater than the reduction in the surface area of the macropores).

Os catalisadores de tratados e não tratados foram também testados para a conversão de dietanolamina para ácido dissódico iminodiacético. As misturas incluindo água, o catalisador (original ou modificado) (2%p), dietanolamina (1,8%p), hidróxido de sódio (2,4%p), e ácido dissódico iminodiacético (DSIDA) (12,5% p) foram aquecidos a temperaturas variando de 150-160°C ao longo do decorrer de 5 horas e sob uma pressão de aproximadamente 930 kPa (135 psig). Estas condiçõesTreated and untreated catalysts were also tested for the conversion of diethanolamine to iminodiacetic disodium acid. Mixtures including water, the catalyst (original or modified) (2% w), diethanolamine (1.8% w), sodium hydroxide (2.4% w), and iminodiacetic disodium acid (DSIDA) (12.5% p) were heated to temperatures ranging from 150-160 ° C over the course of 5 hours and under a pressure of approximately 930 kPa (135 psig). These conditions

132 foram selecionadas para determinar o desempenho dos catalisadores modificados e não modificados, com respeito a formação de oxalato e de glicina. Os resultados são mostrados na figura 107. O catalisador modificado forneceu uma redução de aproximadamente 8-10 vezes na formação de oxalato e uma redução de aproximadamente 4 vezes na geração de glicina. Estes resultados sugerem que o catalisador modificado forneceu metal nobre exposto reduzido, que é considerado contribuir para a formação de glicina e de oxalato.132 were selected to determine the performance of modified and unmodified catalysts, with respect to oxalate and glycine formation. The results are shown in figure 107. The modified catalyst provided an approximately 8-10 fold reduction in oxalate formation and an approximately 4 fold reduction in glycine generation. These results suggest that the modified catalyst provided reduced exposed noble metal, which is considered to contribute to the formation of glycine and oxalate.

Exemplo 44Example 44

Este exemplo detalha o teste de catalisadores suportados em carbono contendo cobre e paládio (CuPdC) na preparação de DSIDA pela desidrogenação de DEA. Os catalisadores foram preparados tal como descrito nas patentes US n°s 5,916,840, 5,689,000, e/ou 5,627,125 e testados geralmente sob as condições aqui descritas. Dois catalisadores de CuPdC foram preparados de um modo gerai de acordo com o método descrito em uma ou mais destas patentes. Cada catalisador foi preparado para incluir Cu 24%p. Um catalisador foi preparado usando um suporte de carbono não tratado; isto resultou em um catalisador incluindo Pd 3%p (ou seja, Cu 24%/Pd/C 3%). O segundo catalisador foi preparado usando um suporte de carbono tratado pelo presente método, tal como descrito no exemplo 1 pelo contato com 1,4-CHDM; isto resultou em um catalisador incluindo aproximadamente Pd 2,4%p (ou seja, Cu 24%/ Pd/c 2,4%). Assim, Acredita-se que o uso do suporte modificado resultou em uma redução da deposição de paládio.This example details the testing of copper-supported catalysts containing copper and palladium (CuPdC) in the preparation of DSIDA by DEA dehydrogenation. The catalysts were prepared as described in US Patents Nos 5,916,840, 5,689,000 and / or 5,627,125 and generally tested under the conditions described herein. Two CuPdC catalysts were generally prepared according to the method described in one or more of these patents. Each catalyst was prepared to include Cu 24% w. A catalyst was prepared using an untreated carbon support; this resulted in a catalyst including Pd 3% w (ie Cu 24% / Pd / C 3%). The second catalyst was prepared using a carbon support treated by the present method, as described in example 1 by contact with 1,4-CHDM; this resulted in a catalyst including approximately 2.4% w / w Pd (ie 24% Cu / 2.4% w / c). Thus, it is believed that the use of the modified support resulted in a reduction in the deposition of palladium.

Cada catalisador foi testado na conversão de DEA para DSIDA geralmente de acordo com as condições estabelecidas nas patentes U.S. n° 5,916,840, 5,689,000, e/ou 5,627,125. Os resultados são mostrados na figura 108 e Tabela 17.Each catalyst was tested on the conversion of DEA to DSIDA generally in accordance with the conditions set forth in U.S. Patent No. 5,916,840, 5,689,000, and / or 5,627,125. The results are shown in figure 108 and Table 17.

Como mostrado na figura 108, começando com o segundo ciclo, o tempo de ciclo foi reduzido para o catalisador incluindo Pd 2,4% em suporte de carbono tratado. Isto é, o catalisador preparado utilizando o tratado suporte de carbono fornecedo um aumento na atividade deAs shown in figure 108, starting with the second cycle, the cycle time was reduced for the catalyst including 2.4% Pd on treated carbon support. That is, the catalyst prepared using the carbon support treated providing an increase in the activity of

133 aproximadamente 15-20% a um baixo teor de metal nobre. Tabela 17133 approximately 15-20% at a low noble metal content. Table 17

Ciclo Cycle Cu 24% em Pd 2,4%/ MC-10 modificado Cu 24% in Pd 2.4% / Modified MC-10 Cu 24% em Pd 3%/MC-10 Cu 24% in Pd 3% / MC-10 mol % mol% Glicina Glycine Ácido Oxálico Acid Oxalic Hidroxietil Glicina Hydroxyethyl Glycine Glicina Glycine Ácido Oxálico Acid Oxalic Hidroxietil Glicina Hydroxyethyl Glycine 1 1 1,08 1.08 0,49 0.49 0,46 0.46 1,69 1.69 0,73 0.73 0,56 0.56 2 2 0,9 0.9 0,38 0.38 0,46 0.46 1,28 1.28 0,45 0.45 0,42 0.42 3 3 0,88 0.88 0,35 0.35 0,49 0.49 1,22 1.22 0,44 0.44 0,43 0.43 4 4 0,9 0.9 0,34 0.34 0,58 0.58 1,3 1.3 0,43 0.43 0,4 0.4 5 5 0,9 0.9 0,34 0.34 1,01 1.01 1,25 1.25 0,42 0.42 0,42 0.42 6 6 0,94 0.94 0,34 0.34 0,87 0.87 1,31 1.31 0,44 0.44 0,41 0.41 7 7 0,96 0.96 0,34 0.34 0,89 0.89 1,3 1.3 0,43 0.43 0,39 0.39 8 8 0,97 0.97 0,34 0.34 0,76 0.76 1,35 1.35 0,43 0.43 0,36 0.36 9 9 1,01 1.01 0,34 0.34 0,71 0.71 1,35 1.35 0,43 0.43 0,38 0.38 10 10 1,01 1.01 0,35 0.35 0,61 0.61 1,38 1.38 0,43 0.43 0,36 0.36

Como se mostra na tabela 17, uso do catalisador de Pd 2,4% sobre o suporte de carbono modificado fornecu geração de ácido oxálico e 5 de glicina reduzida em comparação com o catalisador de Pd 3% sobre o suporte de carbono não modificado (por exemplo, uma melhoria no ácido oxálico e glicina, as seletividades de aproximadamente 15% e 25%, respetivamente).As shown in table 17, use of the 2.4% Pd catalyst on the modified carbon support provided generation of oxalic acid and 5 reduced glycine compared to the 3% Pd catalyst on the unmodified carbon support (for example, example, an improvement in oxalic acid and glycine, selectivities of approximately 15% and 25%, respectively).

IV. Platina-FerroIV. Platinum-Iron

Exemplo 45Example 45

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador tendo um teor nominal de platina de 2% em peso e um teor nominal de ferro de 4% em um suporte de carbono ativado tendo uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A seguinte preparação foi conduzida sob proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst having a nominal platinum content of 2% by weight and a nominal iron content of 4% on an activated carbon support having a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The following preparation was carried out under nitrogen protection.

Carbono ativado (aproximadamente 10,458 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram misturados em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. FeCb. H2O (2,007 g) foiActivated carbon (approximately 10,458 g) and degassed water (approximately 90 g) were mixed in a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. FeCb. H 2 O (2.007 g) was

134 dissolvido em água desgaseificada (40 g) e esta solução foi bombeada para o béquer com divisória ao longo de um período de uma hora. O pH da pasta fluida no béquer com divisória foi mantido a 4 pela introdução de NaOH 2,5 N desgaseificado, conforme necessário. Após adição de solução de FeCI3 foi completada, o pH da pasta fluida foi elevada até aproximadamente 4,5 e a pasta fluida foi deixada misturar à temperatura ambiente durante aproximadamente 15 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C ao longo de um período de aproximadamente 48 minutos, tempo durante o qual o pH da pasta fluida foi mantido a aproximadamente 4,5 pela adição de NaOH 2,5N.134 dissolved in degassed water (40 g) and this solution was pumped into the split beaker over a period of one hour. The pH of the slurry in the partitioned beaker was maintained at 4 by the introduction of 2.5 N degassed NaOH, as needed. After addition of FeCI 3 solution was completed, the pH of the slurry was raised to approximately 4.5 and the slurry was allowed to mix at room temperature for approximately 15 minutes. The slurry was then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of approximately 48 minutes, during which time the pH of the slurry was maintained at approximately 4.5 by the addition of 2.5N NaOH.

O pH da pasta fluida foi então aumentado para aproximadamente 10,5 ao longo de um período de aproximadamente 30 minutos a uma temperatura de aproximadamente 60°C, e a uma taxa de 0,5 unidades de pH por 5 minutos. Depois do ajuste do pH, a pasta fluida foi deixada a misturar durante aproximadamente 10 minutos.The pH of the slurry was then increased to approximately 10.5 over a period of approximately 30 minutes at a temperature of approximately 60 ° C, and at a rate of 0.5 pH units for 5 minutes. After adjusting the pH, the slurry was allowed to mix for approximately 10 minutes.

O boroidreto de sódio (NaBH4) (aproximadamente 0,686 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g); sete gotas de NaOH 2,5N desgaseificada foram adicionadas para estabilizar a solução de NaBH4, e a solução de NaBH4 resultante foi introduzida para o béquer com divisória a aproximadamente 60°C ao longo de um período de 20 minutos. A pasta fluida foi então deixada misturar durante dez minutos adicionais a aproximadamente 60°C. A pasta fluida foi então filtrada e a massa umedecida de filtração foi então ressuspendida no béquer com divisória em uma mistura desgasificada de água desionizada (aproximadamente 90 g). O pH da pasta fluida resultante foi então baixado para aproximadamente 5 pela introdução de HC1 2M desgaseificado.Sodium borohydride (NaBH 4 ) (approximately 0.686 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g); seven drops of 2.5N degassed NaOH were added to stabilize the NaBH 4 solution, and the resulting NaBH 4 solution was introduced into the dividing beaker at approximately 60 ° C over a period of 20 minutes. The slurry was then allowed to mix for an additional ten minutes at approximately 60 ° C. The slurry was then filtered and the moistened filtration mass was then resuspended in the divider beaker in a degassed mixture of deionized water (approximately 90 g). The pH of the resulting slurry was then lowered to approximately 5 by the introduction of degassed 2M HCl.

O K2PtCI4 (aproximadamente 0,456 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) e a solução de Pt resultante foi então adicionada ao béquer com divisória ao longo de um período de três minutos. A pasta fluida resultante foi, em seguida, deixada misturar em condições ambientes (aproximadamente 22°C) durante aproximadamente 60 minutos, e então aquecida até uma temperatura final de 65°C ao longo deK 2 PtCI 4 (approximately 0.456 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) and the resulting Pt solution was then added to the dividered beaker over a period of three minutes. The resulting slurry was then allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) for approximately 60 minutes, and then heated to a final temperature of 65 ° C over

135 um período de 30 minutos e, em seguida, deixada misturar a 60°C. A pasta fluida resultante foi então filtrada e lavada duas vezes em contato com água desgaseificada (aproximadamente 100 g) a uma temperatura de aproximadamente 65°C. A amostra lavada foi então seca em um forno a vácuo a aproximadamente 110°C durante aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio, para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.135 a period of 30 minutes and then allowed to mix at 60 ° C. The resulting slurry was then filtered and washed twice in contact with degassed water (approximately 100 g) at a temperature of approximately 65 ° C. The washed sample was then dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen, to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi, em seguida, aquecido a temperaturas elevadas até aproximadamente 900°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) durante aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated at elevated temperatures to approximately 900 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%; v / v) for approximately 120 minutes.

O catalisador de Pt 2%/Fe 4% acabado foi testado na oxidação de PMIDA sob as condições estabelecidas no exemplo 7. A análise de Plasma acoplado Indutivamente (ICP) foi usada para determinar a platina e o ferro lixiviados do catalisador e resente na mistura reacional. A análise de ICP foi conduzida usando um Espectrômetro de Massa-Plasma tipo VG EXCEIL PQ acoplado Indutivamente (Icp- MS) (comercialmente disponível a partir de Thermo Jarrell Ash Corp., Thermo Elemental, Franklin, ma). Os resultados são estabelecidos na tabela 18. Os resultados são apresentados na tabela 18.The finished Pt 2% / 4% Fe catalyst was tested for PMIDA oxidation under the conditions set out in example 7. The Inductively Coupled Plasma (ICP) analysis was used to determine the catalyst's leached platinum and iron and resided in the mixture reacional. The ICP analysis was conducted using an Inductively Coupled VG EXCEIL PQ Mass Spectrometer (Icp-MS) (commercially available from Thermo Jarrell Ash Corp., Thermo Elemental, Franklin, ma). The results are set out in table 18. The results are shown in table 18.

A figura 109 fornece resultados da análise de XRD (conduzida como estabelecido no exemplo 69) para o catalisador acabado (ou seja, antes do teste de reator).Fig. 109 provides results of the XRD analysis (conducted as set out in example 69) for the finished catalyst (i.e., before the reactor test).

136136

Tabela 18Table 18

ο ο 1600,6 1600.6 40,00 40.00 36,5 36.5 0,034 0.034 5,563 5.563 0,039 0.039 2309 2309 6635 6635 <0,01 <0.01 <0,1 <0.1 σ> σ> 1932,0 1932.0 [39,83 [39.83 36,5 36.5 o δ θ' O δ θ ' 5,392 5.392 0,040 0.040 1737 1737 5716 5716 ο θ' V ο θ ' V ο V ο V oo oo 1947,9 1947.9 40,00 40.00 36,7 36.7 1940,7 1940.7 39,25 39.25 37,0 37.0 ο δ θ' ο δ θ ' 5,393 5.393 0,045 0.045 1660 1660 6220 6220 <0,01 <0.01 <0,1 <0.1 co co 1957,5 1957.5 38,83 38.83 37,4 37.4 m m 1935,5 1935.5 40,25 40.25 I 36,7 I 36.7 0,010 0.010 5,400 ' 5,400 ' 0,051 0.051 1838 1838 6143 6143 ο ο~ V ο ο ~ V Τ“ θ' V Τ “ θ ' V Μ- Μ - 1946,8 1946.8 39,92 39.92 36,9 36.9 co co 1966,5 1966.5 00 o oó co 00 O hello co I 38,8 I 38.8 0,010 0.010 5,378 5.378 0,065 0.065 1990 nineteen ninety 6555 6555 δ ο” V δ ο ” V 0,494 0.494 CM CM 1871,4 1871.4 39,75 39.75 37,9 37.9 V“ V " 1766,6 1766.6 45,00 45.00 I 35,7 I 35.7 00 ο ο θ' 00 ο ο θ ' 5,293 5.293 0,099 0.099 2421 2421 9699 9699 <0,01 I <0.01 I 1,484 1,484 Ciclo Cycle 'o CM o O ro +-» o H 'O CM O O ro + - » O H Ponto Final(min) Final Point (min) Concentração Máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (% ρ) PMIDA (% ρ) Glifosato(% ρ) Glyphosate (% ρ) IDA(% ρ) IDA (% ρ) ε ο. Q. Ο CM X ο ε ο. Q. Ο CM X ο HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) ε- ο. α. Μ-» Ω_ε - ο. α. Μ- »Ω_ Fe(ppm) Fe (ppm)

137137

Exemplo 46Example 46

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador que tem um teor nominal de platina de 2% em peso e um teor nominal de ferro de 4% em peso, sobre um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A seguinte preparação foi realizada sob proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst that has a nominal platinum content of 2% by weight and a nominal iron content of 4% by weight, on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The following preparation was carried out under nitrogen protection.

O carbono ativado (aproximadamente 10,455 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram misturados em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. Fe2(SO4)3.H2O (2,990 g) foi dissolvido em água desgaseificada (40 g) e esta solução foi bombeada para o béquer com divisória ao longo de um período de uma hora. O pH da pasta fluida no béquer com divisória foi mantido a 4 pela introdução de NaOH 2,5N desgaseificada, conforme necessário.The activated carbon (approximately 10,455 g) and degassed water (approximately 90 g) were mixed in a beaker with partition under an atmosphere of nitrogen. Fe 2 (SO 4 ) 3 .H 2 O (2.990 g) was dissolved in degassed water (40 g) and this solution was pumped into the split beaker over a period of one hour. The pH of the slurry in the partitioned beaker was maintained at 4 by the introduction of 2.5N degassed NaOH, as needed.

A mistura dos componentes da pasta fluida no béquer com divisória ocorreu para um total de aproximadamente 20 minutos a um pH de aproximadamente 4. O pH da pasta fluida foi então aumentado para 4,5 pela adição de NaOH. A pasta fluida foi então aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C ao longo de um período de 30 minutos. Durante o aquecimento, o pH foi mantido a 4,5 pela introdução de NaOH 2,5N desgaseificado (conforme necessário). A esta temperatura elevada, o pH da pasta fluida foi elevado até aproximadamente 6,5 ao longo de um período de 20 minutos, através de aumentos de pH a uma taxa de aproximadamente 0,5 unidades de pH por 5 minutos.The mixing of the slurry components in the divider beaker took place for a total of approximately 20 minutes at a pH of approximately 4. The pH of the slurry was then increased to 4.5 by the addition of NaOH. The slurry was then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of 30 minutes. During heating, the pH was maintained at 4.5 by the introduction of 2.5N degassed NaOH (as needed). At this elevated temperature, the pH of the slurry was raised to approximately 6.5 over a period of 20 minutes, through pH increases at a rate of approximately 0.5 pH units for 5 minutes.

O boroidreto de sódio (NaBH4) (aproximadamente 0,681 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) e, em seguida, bombeado para o béquer com divisória a aproximadamente 60°C ao longo de um período de 20 minutos. A pasta fluida foi então deixada misturar durante dez minutos adicionais a 60°C. A pasta fluida foi então deixada resfriada até 45°C, e depois filtrada. A massa umedecida foi depois ressuspendida no béquer com divisória em uma mistura desgasificada de água desionizada (90 g). O pH da pasta fluida resultante foi então baixado para aproximadamente 5 pela introdução de HC1 2M desgaseificado.Sodium borohydride (NaBH 4 ) (approximately 0.681 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) and then pumped into the divider beaker at approximately 60 ° C over a period of 20 minutes. The slurry was then allowed to mix for an additional ten minutes at 60 ° C. The slurry was then left to cool to 45 ° C, and then filtered. The moistened mass was then resuspended in the beaker with divider in a degassed mixture of deionized water (90 g). The pH of the resulting slurry was then lowered to approximately 5 by the introduction of degassed 2M HCl.

138138

Ο Κ2ΡίΟΙ4 (aproximadamente 0,460g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20g) e a solução de Pt resultante foi, em seguida, adicionada ao béquer com divisória ao longo de um período de cinco minutos. A pasta fluida resultante foi, em seguida, deixada misturar sob condições ambientes (aproximadamente 22°C) durante aproximadamente 60 minutos e, em seguida, aquecida até uma temperatura final de 65°C ao longo de um período de 30 minutos e, em seguida, deixada misturar a 65°C durante um período adicional de 10 minutos. A pasta fluida resultante foi então filtrada e lavada duas vezes pelo contato com água desgaseificada (aproximadamente 100g) a uma temperatura de aproximadamente 65°C. A amostra lavada foi então seca em um forno a vácuo a aproximadamente 110°C durante aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio, para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.Ο Κ 2 ΡίΟΙ 4 (approximately 0.460g) was dissolved in degassed water (approximately 20g) and the resulting Pt solution was then added to the split beaker over a period of five minutes. The resulting slurry was then allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) for approximately 60 minutes and then heated to a final temperature of 65 ° C over a period of 30 minutes and then , allowed to mix at 65 ° C for an additional 10 minutes. The resulting slurry was then filtered and washed twice by contact with degassed water (approximately 100g) at a temperature of approximately 65 ° C. The washed sample was then dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen, to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi, em seguida, aquecido a temperaturas elevadas de até aproximadamente 900°C na presença de uma corrente hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) durante aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to approximately 900 ° C in the presence of a hydrogen / argon stream (2% / 98%; v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 19 apresenta os resultados dos testes de reação de PMIDA, dados de lixiviação de platina, dados de lixiviação de ferro para os catalisadores acabados Pt 2%/Fe 4%.Table 19 presents the results of the PMIDA reaction tests, platinum leaching data, iron leaching data for the finished Pt 2% / Fe 4% catalysts.

139139

Tabela 19Table 19

Ο x— Ο x— 1602,2 1602.2 40,17 40.17 37,2 37.2 0,009 0.009 5,497 5,497 0,032 0.032 2983 2983 5958 5958 0,032 0.032 <0,05 <0.05 CD CD 1864,9 1864.9 40,83 40.83 36,7 36.7 0,007 0.007 5,393 5.393 0,032 0.032 2300 2300 5623 5623 -1 0,027 -1 0.027 <0,05 <0.05 CO CO 1891,4 1891.4 39,50 39.50 37,8 37.8 h- H- 1956,3 1956.3 37,67 37.67 | 39,0 | 39.0 0,007 0.007 5,349 5.349 0,038 0.038 2149 2149 5843 5843 0,025 0.025 0,077 0.077 CO CO 1943,9 1943.9 37,50 37.50 39,6 39.6 IO IO 1944,0 1944.0 37,75 37.75 I 38,8 I 38.8 0,006 0.006 5,382 5.382 0,040 0.040 2203 2203 6021 6021 | 0,027 | 0.027 0,222 0.222 1978,7 1978.7 35,67 35.67 41,3 41.3 CQ QC 1951,2 1951.2 36,75 36.75 39,9 39.9 0,006 0.006 5,249 5.249 0,055 0.055 2212 2212 5525 5525 0,024 0.024 0,629 0.629 CM CM 1933,8 1933.8 37,33 37.33 39,6 39.6 - - 1912,0 1912.0 38,17 38.17 40,5 40.5 ND ND 5,184 5.184 0,139 0.139 2586 2586 5387 5387 I 0,019 I 0.019 16,420 16,420 Ciclo Cycle 'c? o CM o O “5 o H 'ç? O CM O O "5 O H Ponto Final(min) Final Point (min) Concentração Máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) E Q. Cl õ CM X o AND Q. Cl O CM X O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) E CL CL CL AND CL CL CL 'e CL Q. aí ll 'and CL Q. there ll

140140

Exemplo 47Example 47

Este exemplo apresenta os resultados da análise de difração de raios X (XRD) para o catalisador preparado como descrito no exemplo 46. A análise de XRD foi conduzida como descrito no exemplo 69.This example presents the results of the X-ray diffraction analysis (XRD) for the catalyst prepared as described in example 46. The XRD analysis was conducted as described in example 69.

Os resultados são mostrados nas figuras 110 e 111. Estes resultados indicam a presença de liga bimetálica de Fe3Pt.The results are shown in Figures 110 and 111. These results indicate the presence of Fe3Pt bimetallic alloy.

Exemplo 48Example 48

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de Pt de 2% em peso e um teor nominal de ferro de 4%, em peso em um suporte de carbono ativado tendo uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A seguinte preparação foi realizada sob proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst with a nominal Pt content of 2% by weight and a nominal iron content of 4% by weight on an activated carbon support having a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g . The following preparation was carried out under nitrogen protection.

O carbono ativado (aproximadamente 10,455 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram misturados em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio.The activated carbon (approximately 10,455 g) and degassed water (approximately 90 g) were mixed in a dividered beaker under an atmosphere of nitrogen.

O FeCb- 6H2O (aproximadamente 2,009g) foi dissolvido em água desgaseificada (40 g) e esta solução foi bombeada para o béquer com divisória ao longo de um período de uma hora. O pH da pasta fluida no béquer com divisória foi mantido a 4 pela introdução de NaOH 2,5N desgaseificado, conforme necessário. Depois que a adição de solução de FeCI3. 6H2O para o béquer foi completada, o pH da pasta fluida foi elevado para até aproximadamente 4,5 pela adição de NaOH e a suspensão foi deixada misturar em condições ambientes (aproximadamente 22°C) durante aproximadamente 20 minutos.FeCb-6H 2 O (approximately 2.009g) was dissolved in degassed water (40 g) and this solution was pumped into the dividered beaker over a period of one hour. The pH of the slurry in the partitioned beaker was maintained at 4 by the introduction of 2.5N degassed NaOH, as needed. After adding FeCI 3 solution. 6H 2 O for the beaker was completed, the pH of the slurry was raised to approximately 4.5 by the addition of NaOH and the suspension was allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) for approximately 20 minutes.

A pasta fluida foi então aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C ao longo de um período de aproximadamente 50 minutos. Durante o aquecimento, o pH foi mantido a 4,5 com adição de NaOH 2,5N desgaseificado. A esta temperatura elevada, o pH da pasta fluida foi elevado até aproximadamente 10,5 ao longo de um período de 30 minutos, através de aumentos de pH a um taxa de aproximadamente 0,5 unidades de pH por 5 minutos.The slurry was then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of approximately 50 minutes. During heating, the pH was maintained at 4.5 with the addition of degassed 2.5N NaOH. At this elevated temperature, the pH of the slurry was raised to approximately 10.5 over a period of 30 minutes, through pH increases at a rate of approximately 0.5 pH units for 5 minutes.

O boroidreto de sódio (NaBH4) (aproximadamente 0,69 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g); 7 gotas de NaOHSodium borohydride (NaBH 4 ) (approximately 0.69 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g); 7 drops of NaOH

141141

2,5N foi adicionado para estabilizar a solução de NaBFU. A solução de boroidreto de sódio foi então bombeada para o béquer com divisória a aproximadamente 60°C ao longo de um período de 20 minutos. A pasta fluida foi então filtrada e a massa umedecida de filtração foi depois ressuspendida no béquer com divisória em uma mistura desgasificada de água desionizada (90 g). O pH da pasta fluida resultante foi então baixado para aproximadamente 5 pela introdução de HC1 2M desgaseificado.2.5N was added to stabilize the NaBFU solution. The sodium borohydride solution was then pumped into the partitioned beaker at approximately 60 ° C over a period of 20 minutes. The slurry was then filtered and the wet filtration mass was then resuspended in the beaker with divider in a degassed mixture of deionized water (90 g). The pH of the resulting slurry was then lowered to approximately 5 by the introduction of degassed 2M HCl.

O IQPtCU (aproximadamente 0,460 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) e a solução de Pt resultante foi então adicionada ao béquer com divisória ao longo de um período de três minutos. A pasta fluida resultante foi, em seguida, deixada misturar em condições ambientes (aproximadamente 22°C) durante aproximadamente 60 minutos, e então aquecida até uma temperatura final de aproximadamente 65 °C.The IQPtCU (approximately 0.460 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) and the resulting Pt solution was then added to the split beaker over a period of three minutes. The resulting slurry was then allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) for approximately 60 minutes, and then heated to a final temperature of approximately 65 ° C.

A pasta fluida resultante foi então filtrada e lavada duas vezes pelo contato com água desgaseificada (aproximadamente 100 g) a uma temperatura de aproximadamente 65°C. A amostra lavada foi então seca em um forno a vácuo a aproximadamente 110°C durante aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio, para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.The resulting slurry was then filtered and washed twice by contact with degassed water (approximately 100 g) at a temperature of approximately 65 ° C. The washed sample was then dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen, to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi, em seguida, aquecido a temperaturas elevadas de até aproximadamente 900°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) durante aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to approximately 900 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%; v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 20 estabelece os resultados dos testes de reação de PMIDA, dados de lixiviação de platina, dados da lixiviação de ferro para o catalisador acabado de Pt 2%/Fe 4%.Table 20 sets out the results of the PMIDA reaction tests, platinum leaching data, iron leaching data for the finished Pt 2% / Fe 4% catalyst.

142142

Tabela 20Table 20

ο ο 1602,2 1602.2 42,58 42.58 35,0 35.0 0,060 0.060 5,245 5.245 0,041 0.041 1831 1831 6941 6941 0,019 0.019 0,062 0.062 05 05 1875,6 1875.6 42,00 42.00 i 35,4 i 35.4 0,009 0.009 5,298 5.298 0,042 0.042 1682 1682 -1 6487 -1 6487 0,015 0.015 0,053 0.053 00 00 1862,4 1862.4 42,25 42.25 35,3 35.3 l·- l · - 1878,0 1878.0 41,50 41.50 35,9 35.9 0,009 0.009 5,389 5.389 0,045 0.045 1706 1706 6648 6648 0,015 0.015 0,124 0.124 CD CD 1872,0 1872.0 41,58 41.58 35,6 35.6 in in 1866,1 1866.1 41,50 41.50 35,7 35.7 0,009 0.009 i 5,441 i 5,441 0,046 0.046 1669 1669 ι 6919 ι 6919 0,015 0.015 0,178 0.178 M M 1857,1 1857.1 41,67 41.67 35,7 35.7 00 00 1846,2 1846.2 42,08 42.08 35,6 35.6 0,010 0.010 5,371 5.371 0,054 0.054 1857 1857 7161 7161 0,013 0.013 0,543 0.543 CM CM 1826,0 1826.0 42,50 42.50 35,3 35.3 V V 1738,2 1738.2 46,75 46.75 34,4 34.4 0,007 0.007 5,339 5.339 0,083 0.083 2158 2158 7454 7454 o θ' O θ ' 3,114 3,114 Ciclo Cycle 'o o, CM o o «5 +-> O H 'O O, CM O O «5 + -> O H Ponto final(min) End point (min) Concentração Máxima de C02 (%)Maximum C0 2 concentration (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosate(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) Q. 'D. O CM ZL o Q. 'D. O CM ZL O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) Pt(ppm) Pt (ppm) Fe(ppm) Fe (ppm)

143143

V~ CM V ~ CM 1830,5 1830.5 45,25 45.25 33,9 33.9 0,010 0.010 5,424 5.424 0,037 0.037 1853 1853 6175 6175 0,023 0.023 <0,05 <0.05 20 20 1845,7 1845.7 44,25 44.25 34,4 34.4 0 0 θ' 0 0 θ ' 5,477 5,477 0,036 0.036 2107 2107 6582 6582 0,024 0.024 <0,05 <0.05 σ> σ> 1854,1 1854.1 44,25 44.25 34,1 34.1 0,010 0.010 5,371 5.371 0,037 0.037 2173 2173 5805 5805 0,024 0.024 <0,05 <0.05 OO T“ OO T " 1837,5 1837.5 44,33 44.33 34,1 34.1 l·- l · - 1872,9 1872.9 43,83 43.83 34,4 34.4 0,010 0.010 5,382 ! 5,382! 0,039 0.039 CM CM 6302 6302 0,023 0.023 <0,05 <0.05 co co 1890,5 1890.5 42,08 42.08 35,5 35.5 IO IO 1855,9 1855.9 43,58 43.58 34,6 34.6 0,009 0.009 5,406 5.406 0,038 0.038 2067 2067 6199 6199 0,024 0.024 0,054 0.054 1868,5 1868.5 42,67 42.67 35,0 35.0 CO CO 1878,2 1878.2 42,25 42.25 35,5 35.5 0,010 0.010 5,405 5.405 0,041 0.041 2086 2086 6287 6287 0,024 0.024 <0,05 <0.05 04 04 1868,2 1868.2 42,33 42.33 35,9 35.9 - - 1875,8 1875.8 41,33 41.33 35,7 35.7 0,009 0.009 5,315 5.315 0,043 0.043 1898 1898 6159 6159 0,023 0.023 <0,05 <0.05 Ciclo Cycle o CM O O cã * o H O CM O O here * O H Ponto final(min) End point (min) Concentração maxima de CO2 (%) Concentration maximum CO2 (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) Q. Q. O CM X 0 Q. Q. O CM X 0 HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) Pt(ppm) Pt (ppm) Fe(ppm) Fe (ppm)

144144

A figura 111Α inclui dados de lixiviação de platina para os catalisadores dos exemplos 46 e 48, em comparação com um catalisador de PtFigure 111Α includes platinum leaching data for the catalysts of examples 46 and 48, compared to a Pt catalyst

5%/Fe 0,5% (referência) preparado como descrito por Wan et al., na Publicação5% / 0.5% Fe (reference) prepared as described by Wan et al., In Publication

Internacional no WO 2006/031938.International in WO 2006/031938.

Exemplo 49Example 49

A seguinte preparação foi conduzida sob proteção de nitrogênio.The following preparation was carried out under nitrogen protection.

O carbono ativado (aproximadamente 10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram colocados em um béquer com divisória e deixada a misturar durante 20 minutos. FeCI3. 6H2O (2,009 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 40 g) e esta solução foi bombeada para o béquer com divisória ao longo de um período de 30 minutos enquanto que o pH da pasta fluida foi mantido a 4 pela adição de NaOH 2,5N. Após adição de solução de FeCI3. 6H2O, o pH foi elevado para 4,5 e a solução foi deixada misturar por 10 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a aproximadamente 50°C ao longo de um período de 30 minutos, enquanto o pH foi mantido a pH 4,5. O ph da pasta fluida foi então elevado para 8 ao longo de um período de 15 minutos, e deixou-se a solução misturar durante aproximadamente 10 minutos. Etileno glicol (aproximadamente 1,386 g) foi então adicionado à pasta fluida, e a solução foi deixada misturar a aproximadamente 60°C durante aproximadamente 20 minutos. Após a mistura estar completa, a pasta fluida foi deixada resfriar a 30°C.The activated carbon (approximately 10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were placed in a dividered beaker and left to mix for 20 minutes. FeCI 3 . 6H 2 O (2.009 g) was dissolved in degassed water (approximately 40 g) and this solution was pumped into the beaker with partition over a period of 30 minutes while the pH of the slurry was maintained at 4 by the addition of NaOH 2.5N. After adding FeCI 3 solution. 6H 2 O, the pH was raised to 4.5 and the solution was allowed to mix for 10 minutes. The slurry was then heated to approximately 50 ° C over a period of 30 minutes, while the pH was maintained at pH 4.5. The slurry pH was then raised to 8 over a period of 15 minutes, and the solution was allowed to mix for approximately 10 minutes. Ethylene glycol (approximately 1.386 g) was then added to the slurry, and the solution was allowed to mix at approximately 60 ° C for approximately 20 minutes. After the mixing was complete, the slurry was allowed to cool to 30 ° C.

O pH da solução foi então baixado para 5 pelo adição de HC1 0,5M desgaseificado. O K2PtCI4 (0,460 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g). A solução de Pt foi, em seguida, adicionada ao béquer com divisória ao longo de um período de três minutos. A pasta fluida foi então deixada misturar em condições ambiente (aproximadamente 22°C) à temperatura ambiente durante 30 minutos, e, em seguida, aquecida a uma temperatura de 60°C ao longo de um período de 10 minutos.The pH of the solution was then lowered to 5 by the addition of degassed 0.5M HCl. K 2 PtCI 4 (0.460 g) was dissolved in degassed water (20 g). The Pt solution was then added to the split beaker over a period of three minutes. The slurry was then allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) at room temperature for 30 minutes, and then heated to a temperature of 60 ° C over a period of 10 minutes.

A pasta fluida foi então filtrada, e a massa umedecida de filtração foi lavada a quente duas vezes a 60°C com aproximadamente 100 ml de água desgaseificada. A amostra resultante foi então seca em um forno de vácuo a 110°C durante 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio.The slurry was then filtered, and the wet filter cake was hot washed twice at 60 ° C with approximately 100 ml of degassed water. The resulting sample was then dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours with a small stream of nitrogen.

145145

Exemplo 50Example 50

A seguinte preparação foi realizada sob proteção de nitrogênio.The following preparation was carried out under nitrogen protection.

O carbono ativado (10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram colocados em um béquer com divisória e deixados misturar durante 20 minutos. FeCI3. 6H2 (2,011 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 40 g) e esta solução foi bombeada para o béquer com divisória ao longo de um período de 34 minutos enquanto que o pH da pasta fluida foi mantido a 4 por adição de NaOH 2,5N.The activated carbon (10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were placed in a dividered beaker and allowed to mix for 20 minutes. FeCI 3 . 6H 2 (2.011 g) was dissolved in degassed water (approximately 40 g) and this solution was pumped into the beaker with partition over a period of 34 minutes while the pH of the slurry was maintained at 4 by the addition of NaOH 2 , 5N.

Após a adição completa da FeCI3. 6H2O solução, o pH foi aumentado para 4,5, e deixado misturar durante 10 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a cerca de 60°C ao longo de um período de 34 minutos, enquanto o pH foi mantido a 4,5. O pH da pasta fluida foi então elevado para 11 ao longo de um período de 30 minutos e, em seguida, a solução foi deixada a misturar por 10 minutos. Etileno glicol (1,385 g) foi então adicionada à pasta fluida, e deixado misturar a 60°C durante aproximadamente 10 minutos.After the complete addition of FeCI3. 6H 2 The solution, the pH was raised to 4.5, and allowed to mix for 10 minutes. The slurry was then heated to about 60 ° C over a period of 34 minutes, while the pH was maintained at 4.5. The slurry pH was then raised to 11 over a period of 30 minutes and then the solution was left to mix for 10 minutes. Ethylene glycol (1.385 g) was then added to the slurry, and allowed to mix at 60 ° C for approximately 10 minutes.

O pH da solução foi então baixado para 5 por adição de HC1 1M desgaseificado. O K2PtCI4 (0,459 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g). A solução de Pt foi, em seguida, adicionada ao béquer com divisória ao longo de um período de três minutos. A pasta fluida foi então deixada misturar em condições ambientes (aproximadamente 22°C) durante 30 minutos e, em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C ao longo de um período de 10 minutos.The pH of the solution was then lowered to 5 by the addition of degassed 1M HCl. OK 2 PtCI 4 (0.459 g) was dissolved in degassed water (20 g). The Pt solution was then added to the split beaker over a period of three minutes. The slurry was then allowed to mix under ambient conditions (approximately 22 ° C) for 30 minutes and then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of 10 minutes.

A pasta fluida foi então filtrada, e a massa umedecida de filtração foi lavada a quente duas vezes a 60°C com aproximadamente 100 ml de água desgaseificada. A amostra resultante foi então seca em um forno de vácuo a 110°C durante 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio.The slurry was then filtered, and the wet filter cake was hot washed twice at 60 ° C with approximately 100 ml of degassed water. The resulting sample was then dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours with a small stream of nitrogen.

Quatro catalisadores de Pt 2%/Fe 4% foram preparados a partir de um precursor preparado como descrito, que foi aquecido a temperaturas elevadas na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%; v/v) durante aproximadamente 120 minutos. As temperaturas máximas de aquecimento foram:Four Pt 2% / 4% Fe catalysts were prepared from a precursor prepared as described, which was heated to elevated temperatures in the presence of a stream of hydrogen / argon (4% / 96%; v / v) for approximately 120 minutes. The maximum heating temperatures were:

(1) 900°C;(1) 900 ° C;

(2) 750°C;(2) 750 ° C;

146 (3) 650°C;146 (3) 650 ° C;

(4) 550°C.(4) 550 ° C.

A figura 112 fornece resultados de análise de XRD do catalisador (1); estes resultados indicam a presença de uma fase de Fe3Pt.Fig. 112 provides results of XRD analysis of the catalyst (1); these results indicate the presence of a Fe 3 Pt phase.

A figura 113 fornece resultados de análise de XRD do catalisador (2);Fig. 113 provides XRD analysis results for the catalyst (2);

estes resultados indicam a presença de uma fase de Fe3Pt.these results indicate the presence of a Fe 3 Pt phase.

A figura 114 fornece resultados de análise de XRD do catalisador (3); estes resultados indicam a presença de uma fase de Fe3Pt.Fig. 114 provides results of XRD analysis of the catalyst (3); these results indicate the presence of a Fe 3 Pt phase.

A figura 115 fornece resultados de análise de XRD do catalisador (4); 10 estes resultados indicam a presença de uma fase de Fe3Pt.Fig. 115 provides XRD analysis results for the catalyst (4); 10 these results indicate the presence of a Fe 3 Pt phase.

Os dados do teste de reação, dados de lixiviação de platina, e dados de lixiviação de ferro para o catalisador 900°C/Pt 2%/Fe 4% são apresentadas na tabela 21.The reaction test data, platinum leaching data, and iron leaching data for the 900 ° C / Pt 2% / 4% Fe catalyst are shown in table 21.

147147

Tabela 21Table 21

03 03 1602,3 1602.3 |- 42,90 | - 42.90 34,4 34.4 0,104 0.104 5,539 5.539 0,032 0.032 2596 2596 6488 6488 0,017 0.017 0,409 0.409 Ι''- Ι '' - I 1926,7 I 1926.7 00 ο Μ- 00 ο Μ - 36,1 36.1 0,006 0.006 5,376 5.376 0,034 0.034 2156 2156 6358 6358 0,013 0.013 CM CD M- o CM CD M- O 1946,4 1946.4 41,25 41.25 35,2 35.2 ΙΩ ΙΩ 1931,1 1931.1 41,00 41.00 35,7 35.7 0,006 0.006 5,486 5,486 0,035 0.035 2072 2072 6554 6554 0,014 0.014 0,494 0.494 1930,6 1930.6 ί 40,75 40.75 35,5 35.5 00 00 1863,9 1863.9 41,67 41.67 35,3 35.3 0,006 0.006 5,398 5.398 0,040 0.040 2513 2513 6615 6615 I 0,014 I 0.014 3,309 3.309 CM CM 1793,3 1793.3 43,00 43.00 35,2 35.2 - - 1751,9 1751.9 44,08 44.08 36,2 36.2 0,003 0.003 5,243 5.243 0,079 0.079 3032 3032 6300 6300 I 0,011 I 0.011 24,050 24,050 Ciclo Cycle 'θ' (Ν Ο Ο rô 4—» Ο Η 'θ' (Ν Ο Ο ro 4— » Ο Η Ponto final(min) End point (min) Concentração máxima de C02 (%)Maximum concentration of C0 2 (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) E Ω. Ω. O CN X o AND Ω. Ω. O CN X O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) E Ω. Q. CL AND Ω. Q. CL Fe(ppm) Fe (ppm)

φφ

Ό u_ οΌ u_ ο

Ό ro ωΌ ro ω

ro

Η—* ro οΗ— * ro ο

ο ro roο ro ro

CL φCL φ

Ί3Ί3

Ο >ro οΟ> ro ο

ro '>ro '>

;χ φ; χ φ

Ό (Ζ)Ό (Ζ)

Ο σΟ σ

ro σro σ

φ ro cφ ro c

-t->-t->

_ro_ro

Ω.Ω.

φ σφ σ

ο «ro οο «ro ο

ro >ro>

[χ φ[χ φ

Ο) οΟ) ο

-σ ro σ-σ ro σ

ο >03ο> 03

Ο>Ο>

ro φ 1_ φro φ 1_ φ

Ό φΌ φ

-»-» ω- »-» ω

φ φφ φ

ΌΌ

ϋ) οϋ) ο

Τ5 roRo5 ro

Τ5Τ5

W οW ο

cmcm

CM φCM φ

-Ω ro ro c-Ω ro ro c

ω οω ο

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Ό _φ φΌ _φ φ

-Ω ro ω-Ω ro ω

φ οφ ο

§§

Ο.Ο.

χζχζ

ÇMÇM

Ο οΟ ο

ΟΟ

ΙΩΙΩ

Γ^148148 ^ 148

Tabela 22Table 22

σ> σ> 1601,9 1601.9 42,55 42.55 35,2 35.2 0,064 0.064 5,528 5.528 0,030 0.030 2550 2550 6553 6553 0,019 0.019 0,356 0.356 00 00 1913,3 1913.3 (42,00 (42.00 35,0 35.0 ο- ο- 1921,1 1921.1 41,50 41.50 35,6 35.6 o o o O O O r- lo r- it 0,035 0.035 2010 2010 6640 6640 0,016 0.016 CO o- ’φ o' CO O- ’Φ O' <ο <ο 1906,0 1906.0 41,83 41.83 34,9 34.9 LO LO 1864,6 1864.6 ί 42,58 42.58 34,5 34.5 0,006 0.006 5,464 5,464 0,033 0.033 2105 2105 6634 6634 0,016 0.016 0,686 0.686 ’φ ’Φ 1901,3 1901.3 I t 40,25 I t 40.25 36,3 36.3 00 00 1854,8 1854.8 41,42 41.42 35,7 35.7 0,009 0.009 5,357 5.357 0,037 0.037 2398 2398 6628 6628 0,015 0.015 3,516 3,516 04 04 1786,8 1786.8 42,58 42.58 35,8 35.8 - - 1812,9 1812.9 39,92 39.92 39,2 39.2 ND ND 5,275 5.275 0,098 0.098 2901 2901 6151 6151 0,013 0.013 24,870 24,870 Ciclo Cycle 'α CM Ο ο φ σ ro 4—» Ο Η 'α CM Ο ο φ σ ro 4— » Ο Η Ponto f inal(min) Final point (min) Concentração máxima de C02 (%)Maximum concentration of C0 2 (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) eT CL Q. O CM ι o eT CL Q. O CM ι O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) Pt(ppm) Pt (ppm) Fe(ppm) Fe (ppm)

ω oω o

ο σο σ

ro ωro ω

Õ3 ro οÕ3 ro ο

ω οω ο

roro

1— ro1— ro

Ω.Ω.

ω σω σ

ο «ro οο «ro ο

ro ’>ro ’>

[χ φ[χ φ

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Ό roΌ ro

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Ό ωΌ ω

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χι roχι ro

Η—' ro £Ζ ωΗ— 'ro £ Ζ ω

οο

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Ό φΌ φ

ΦΦ

-Ω ro ο-Ω ro ο

«ro«Ro

u) φu) φ

υ_ cVυ_ cV

CLCL

OJOJ

Ο οΟ ο

ΟΟ

LOLO

COCO

149149

Tabela 23Table 23

o O 1602,7 1602.7 42,23 42.23 35,3 35.3 0,067 0.067 5,490 5.490 0,036 0.036 2754 2754 6512 6512 0,019 0.019 0,332 0.332 CD CD 1913,4 1913.4 41,08 41.08 36,1 36.1 0,005 0.005 5,394 5.394 0,036 0.036 2395 I 2395 I 6372 6372 0,015 0.015 0,422 0.422 00 00 1901,6 1901.6 41,50 41.50 35,5 35.5 r^· r ^ · 1878,0 1878.0 42,25 42.25 I 34,9 I 34.9 0,005 0.005 co T“ ΙΩ co T " ΙΩ 0,037 0.037 2358 2358 6521 6521 0,015 0.015 0,395 0.395 co co 1947,6 1947.6 o o 00~ co O O 00 ~ co 39,7 39.7 IO IO 1957,4 1957.4 39,08 39.08 i 37,7 i 37.7 0,006 0.006 5,394 5.394 0,040 0.040 2357 2357 6461 6461 0,015 0.015 0,493 0.493 1897,5 1897.5 39,75 39.75 36,8 36.8 co co 1908,8 1908.8 39,33 39.33 37,2 37.2 0,005 0.005 5,373 5.373 0,045 0.045 2485 I 2485 I 6634 6634 0,016 0.016 2,754 2,754 CN CN 1849,5 1849.5 40,67 40.67 36,7 36.7 T“ T " 1782,0 1782.0 41,42 41.42 38,7 38.7 ND ND 5,229 5.229 0,099 0.099 3042 ’ 3042 ’ 6185 6185 0,014 0.014 25,230 25,230 Ciclo Cycle o a, CM O o Φ X co •4—» O t- O The, CM O O Φ X co • 4— » O t- Ponto final(min) End point (min) Concentração máxima de C02 (%)Maximum concentration of C0 2 (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato(% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) E~ X X O CM ΞΕ O And ~ X X O CM ΞΕ O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) X X CL X X CL Fe(ppm) Fe (ppm)

φφ

LL χΡLL χΡ

CLCL

V σV σ

Ç\J oÇ \ J o

o othe o

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Φ £Φ £

o £the £

ΦΦ

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Φ xΦ x

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coco

Φ xΦ x

ΦΦ

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ΦΦ

X (li oX (I read the

x cox co

X ωX ω

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CN _çoCN _ço

Φ xΦ x

co «4—·co «4— ·

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CZ) oCZ) o

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ΌΌ

ΦΦ

X co (DX co (D

ΦΦ

OO

ICOICO

CZ)CZ)

ΙΟΙΟ

X co ωX co ω

coco

150150

Tabela 24Table 24

<35 <35 1839,5 1839.5 42,08 42.08 35,8 35.8 0,009 0.009 5,341 5.341 0,037 0.037 2425 2425 7033 7033 0,016 0.016 0,406 0.406 CO CO 1842,3 1842.3 I 42,00 I 42.00 35,8 35.8 l·- l · - 1887,9 1887.9 140,17 140.17 37,3 37.3 0,007 0.007 5,339 5.339 0,041 0.041 2236 2236 7100 7100 0,016 0.016 0,315 0.315 CO CO 1891,8 1891.8 ί 39,67 ί 39.67 37,5 37.5 LO LO 1876,2 1876.2 [ 40,25 [40.25 36,7 36.7 900Ό 900Ό 5,379 5.379 0,044 0.044 2018 2018 7141 7141 0,015 0.015 0,594 0.594 1881,2 1881.2 39,08 39.08 I 38,0 I 38.0 CO CO 1885,9 1885.9 38,58 38.58 38,6 38.6 0,007 0.007 5,376 5.376 0,049 0.049 2306 2306 7076 7076 0,015 0.015 2,972 2.972 CM CM 1842,8 1842.8 39,58 39.58 38,1 38.1 - - 1834,2 1834.2 38,17 38.17 41,0 41.0 0,003 0.003 5,197 5.197 0,095 0.095 2670 2670 6221 6221 0,015 0.015 27,940 27,940 Ciclo Cycle Total C02 (cc)Total C0 2 (cc) Ponto Final(min) Final Point (min) Concentração máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (% p) PMIDA (% p) Glifosato (% p) Glyphosate (% p) IDA(% p) IDA (% p) EÍ Q. a O CM X o HEY Q. The O CM X O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) Pt(ppm) Pt (ppm) Fe(ppm) Fe (ppm)

151151

Exemplo 51Example 51

A preparação a seguir foi feita sob a proteção de nitrogênio.The following preparation was carried out under nitrogen protection.

O carbono ativado (aproximadamente 10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram colocados em um béquer com divisória e misturou-se por aproximadamente 20 minutos.The activated carbon (approximately 10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were placed in a dividered beaker and mixed for approximately 20 minutes.

FeCh · 6H2O (2,009 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 40 g) e essa solução foi bombeada para o béquer com divisória por um período de 30 minutos, enquanto o pH da pasta fluida foi mantido em 4 por adição de NaOH 2,5N. Após a adição completa da solução de FeCI3 6H2O, o pH foi aumentado para 4,5 e a pasta fluida foi misturada por 10 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a 60°C durante um período de 30 minutos, enquanto o pH foi mantido em pH 4,5, O pH da pasta fluida foi, então, aumentado para 6,5 por um período de 10 minutos, e misturado por 10 minutos. O etileno glicol (aproximadamente 1,384 g) foi então adicionado à pasta fluida, e foi misturado em aproximadamente 60°C por aproximadamente 10 minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi então ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g) e introduzida no béquer com divisória.FeCh · 6H 2 O (2.009 g) was dissolved in degassed water (approximately 40 g) and this solution was pumped into the beaker with a partition for a period of 30 minutes, while the pH of the slurry was kept at 4 by the addition of NaOH 2.5N. After the complete addition of the FeCl 3 6H 2 O solution, the pH was increased to 4.5 and the slurry was mixed for 10 minutes. The slurry was then heated to 60 ° C over a period of 30 minutes, while the pH was maintained at pH 4.5, The pH of the slurry was then increased to 6.5 over a period of 10 minutes, and mixed for 10 minutes. Ethylene glycol (approximately 1.384 g) was then added to the slurry, and was mixed at approximately 60 ° C for approximately 10 minutes. The slurry was filtered, and the moist mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g) and introduced into the beaker with a partition.

O pH da solução foi então reduzido para 5 por adição de HCl 1M desgaseificado (0,841 g). K2PtCI4 (0,459 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 mL). A solução de Pt resultante foi então adicionada ao béquer com divisória por um período de 3 minutos. A pasta fluida foi então misturada à temperatura ambiente (cerca de 22°C) por 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de 60°C durante um período de 10 minutos.The pH of the solution was then reduced to 5 by the addition of degassed 1M HCl (0.841 g). K 2 PtCI 4 (0.459 g) was dissolved in degassed water (20 ml). The resulting Pt solution was then added to the partitioned beaker for a period of 3 minutes. The slurry was then mixed at room temperature (about 22 ° C) for 30 minutes and then heated to a temperature of 60 ° C for a period of 10 minutes.

A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi lavada à quente duas vezes a 60°C, com aproximadamente 100 mL de água desgaseificada. A amostra resultante foi secada em forno a vácuo a 110°C por 12 horas, com uma pequena corrente de nitrogênio.The slurry was filtered, and the wet mass was hot washed twice at 60 ° C, with approximately 100 ml of degassed water. The resulting sample was dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours, with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até aproximadamente 755°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to approximately 755 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (4% / 96%, v / v) for approximately 120 minutes.

Exemplo 52Example 52

A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.The next preparation was done under nitrogen protection.

152152

O carbono ativado (aproximadamente 10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram colocados em um béquer com divisória e misturados por 20 minutos. FeCI3-6H2O (2,411 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 41 g) e essa solução foi, então, bombeada para dentro do béquer com divisória por um período de 30 minutos, enquanto o pH da pasta fluida foi mantido em 4 por adição de NaOH 2,5N. Após a adição completa da solução de FeCI3-6H2O, o pH foi elevado para 4,5, e a solução foi misturada por 10 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a 60°C durante um período de 25 minutos, enquanto o pH foi mantido em pH 4,5, O pH da pasta fluida foi então aumentado para 11 durante um período de 30 minutos, e depois misturada por 10 minutos.Activated carbon (approximately 10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were placed in a dividered beaker and mixed for 20 minutes. FeCI 3 -6H 2 O (2.411 g) was dissolved in degassed water (approximately 41 g) and this solution was then pumped into the dividing beaker for a period of 30 minutes, while the pH of the slurry was maintained at 4 by adding 2.5N NaOH. After the complete addition of the FeCI 3 -6H 2 O solution, the pH was raised to 4.5, and the solution was mixed for 10 minutes. The slurry was then heated to 60 ° C for a period of 25 minutes, while the pH was maintained at pH 4.5, The pH of the slurry was then increased to 11 over a period of 30 minutes, and then mixed for 10 minutes.

O etileno glicol (1,382 g) foi então adicionado à pasta fluida, e misturado em aproximadamente 60°C por aproximadamente 10 minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi então ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g) e introduzida no béquer com divisória.Ethylene glycol (1.382 g) was then added to the slurry, and mixed at approximately 60 ° C for approximately 10 minutes. The slurry was filtered, and the wet mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g) and introduced into the beaker with a partition.

O pH da solução foi então reduzido para 5 por adição de HCl 1M desgaseificado (3,7 g). K2PtCI4 (0,552 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g) e a solução de Pt foi então introduzida no béquer com divisória por um período de 3 minutos. A pasta fluida foi então misturada em condições ambiente (cerca de 22°C) por 30 minutos e, em seguida, aquecida a uma temperatura de 60°C durante um período de 10 minutos.The pH of the solution was then reduced to 5 by the addition of degassed 1M HCl (3.7 g). K 2 PtCI 4 (0.552 g) was dissolved in degassed water (20 g) and the Pt solution was then introduced into the beaker with a partition for a period of 3 minutes. The slurry was then mixed under ambient conditions (about 22 ° C) for 30 minutes and then heated to a temperature of 60 ° C for a period of 10 minutes.

A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi lavada à quente duas vezes a 60°C, com aproximadamente 100 mL de água desgaseificada. A amostra foi secada em forno a vácuo a 110°C por 12 horas, com uma pequena corrente de nitrogênio.The slurry was filtered, and the wet mass was hot washed twice at 60 ° C, with approximately 100 ml of degassed water. The sample was dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours, with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até cerca de 650°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%; v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to about 650 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (4% / 96%; v / v) for approximately 120 minutes.

153153

Tabela 24aTable 24a

O T“ O T " 1600,2 1600.2 37,67 37.67 37,8 37.8 0,106 0.106 5,538 5.538 0,039 0.039 2602 2602 6283 6283 0,022 0.022 0,541 0.541 σ> σ> 2037,7 2037.7 ,35,83 , 35.83 40,6 40.6 0,007 0.007 5,433 5,433 0,041 0.041 1659 1659 5817 5817 0,018 0.018 0,331 0.331 CO CO 2065,8 2065.8 35,25 35.25 41,0 41.0 r- r- 2054,7 2054.7 35,42 35.42 40,2 40.2 0,007 0.007 5,378 5.378 0,042 0.042 1897 1897 5800 5800 oo δ θ' oo δ θ ' 0,372 0.372 CO CO 2058,7 2058.7 35,58 35.58 40,0 40.0 IO IO 2055,9 2055.9 35,50 35.50 39,5 39.5 0,005 0.005 5,410 5.410 00 M- O o” 00 M- O O" 1897 1897 5858 5858 I 0,018 I 0.018 0,577 0.577 Ν' Ν ' 2044,4 2044.4 35,58 35.58 39,8 39.8 CO CO 2048,3 2048.3 34,08 34.08 oo T oo T j 0,005 j 0.005 5,341 5.341 0,057 0.057 2077 2077 5891 5891 0,018 0.018 2,713 2,713 CM CM 1977,4 1977.4 34,92 34.92 41,3 41.3 - - 1944,2 1944.2 33,58 33.58 I 44,5 I 44.5 ND ND 5,121 5,121 I 0,155 I 0.155 2625 2625 5320 5320 0,019 0.019 30,170 30,170 Ciclo Cycle c? Õ3 O •4—1 CN O oç? Õ3 O • 4— 1 CN O o Ponto final(min) End point (min) Concentração de CO2 Máxima (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (%p) PMIDA (% p) Glifosato(%p) Glyphosate (% p) IDA(%p) IDA (% p) e Q. CL O CN X o and Q. CL O CN X O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) CL Q. «*—· Dl CL Q. «* - · Dl Fe(ppm) Fe (ppm)

154154

Exemplo 53Example 53

A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.The next preparation was done under nitrogen protection.

O carbono ativado (10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram colocados em um béquer com divisória e foram misturados por 20 minutos. FeCb· 6H2O (2,009 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 41 g) e a solução resultante foi bombeada para dentro do béquer com divisória por um período de 30 minutos, enquanto o pH da pasta fluida foi mantido em 4 por adição de NaOH 2,5N. Após a adição da solução de FeCI3-6H2O, o pH foi elevado para 4,5, e foi misturada por 10 minutos. A pasta fluida foi então aquecida a aproximadamente 50°C durante um período de 32 minutos, enquanto o pH foi mantido em pH 4,5, O pH da pasta fluida foi, então, aumentado para 8 durante um período de 15 minutos, e depois misturada por 10 minutos. O etileno glicol (1,386 g) foi, então, adicionado à pasta fluida, e misturado a 60°C por dez minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi, então, ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g) e introduzida no béquer com divisória.The activated carbon (10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were placed in a beaker with partition and were mixed for 20 minutes. FeCb · 6H 2 O (2.009 g) was dissolved in degassed water (approximately 41 g) and the resulting solution was pumped into the dividered beaker for a period of 30 minutes, while the pH of the slurry was maintained at 4 by addition of 2.5N NaOH. After adding the FeCI 3 -6H 2 O solution, the pH was raised to 4.5, and it was mixed for 10 minutes. The slurry was then heated to approximately 50 ° C over a period of 32 minutes, while the pH was maintained at pH 4.5, The pH of the slurry was then increased to 8 over a period of 15 minutes, and then mixed for 10 minutes. Ethylene glycol (1.386 g) was then added to the slurry, and mixed at 60 ° C for ten minutes. The slurry was filtered, and the wet mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g) and introduced into the beaker with a partition.

O pH da solução foi então reduzido para 5 pela adição de HCI 0,5M desgaseificado (2,17 g). K2PtCI4 (0,460 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g) e a solução de Pt foi então introduzida no béquer com divisória por um período de 3 minutos. A pasta fluida foi então misturada em temperatura ambiente por 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de 60°C durante um período de 10 minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida lavada à quente duas vezes a 60°C, com aproximadamente 100ml_ de água desgaseificada. A amostra foi seca em forno a vácuo a 110°C por 12 horas, com uma pequena corrente de nitrogênio.The pH of the solution was then reduced to 5 by the addition of degassed 0.5M HCI (2.17 g). K 2 PtCI 4 (0.460 g) was dissolved in degassed water (20 g) and the Pt solution was then introduced into the beaker with a partition for a period of 3 minutes. The slurry was then mixed at room temperature for 30 minutes and then heated to a temperature of 60 ° C for a period of 10 minutes. The slurry was filtered, and the wet mass washed hot twice at 60 ° C, with approximately 100ml of degassed water. The sample was dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours, with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até aproximadamente 550°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%; v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to approximately 550 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (4% / 96%; v / v) for approximately 120 minutes.

Exemplo 54Example 54

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de 2 %p de platina e um teor nominal de 4 %p de ferro em um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500This example details the preparation of a catalyst with a nominal content of 2% wt platinum and a nominal content of 4% wt iron on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500

155 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.155 m 2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O carbono ativado (aproximadamente 10,458 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram misturados em um béquer com divisória sob atmosfera de nitrogênio.The activated carbon (approximately 10,458 g) and degassed water (approximately 90 g) were mixed in a beaker with partition under a nitrogen atmosphere.

O FeCI3-6H2O (aproximadamente 2,028 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g) e essa solução foi bombeada para dentro do béquer com divisória por um período de aproximadamente 25 minutos. O pH da pasta fluida dentro do béquer com divisória foi mantido em 4 por introdução de NaOH 2,5N desgaseificado, como necessário. Após a adição da solução de FeCI3-6H2O para o béquer ser completada, o pH da pasta fluida foi elevada para cerca de 4,5 por adição de NaOH e a pasta fluida foi misturada em temperatura ambiente (cerca de 22°C) por aproximadamente 10 minutos.FeCI 3 -6H 2 O (approximately 2.028 g) was dissolved in degassed water (20 g) and this solution was pumped into the partitioned beaker for a period of approximately 25 minutes. The pH of the slurry inside the partitioned beaker was maintained at 4 by introducing degassed 2.5N NaOH, as needed. After adding the FeCI 3 -6H 2 O solution to the beaker, the pH of the slurry was raised to about 4.5 by adding NaOH and the slurry was mixed at room temperature (about 22 ° C ) for approximately 10 minutes.

A pasta fluida foi então aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 40 minutos. Durante o aquecimento, o pH foi mantido em 4,5 com a adição de NaOH 2,5N desgaseificado.The slurry was then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of approximately 40 minutes. During heating, the pH was maintained at 4.5 with the addition of degassed 2.5N NaOH.

O pH da pasta fluida foi, então, aumentado para aproximadamente 7,5 durante um período de aproximadamente 15 minutos a uma temperatura de cerca de 60°C, através de aumentos no pH, a uma taxa de aproximadamente 0,5 unidades de pH por 5 minutos. A pasta fluida foi então misturada em pH de aproximadamente 7,5 por aproximadamente 10 minutos, e em seguida, resfriado para condições ambiente (cerca de 22°C).The pH of the slurry was then increased to approximately 7.5 over a period of approximately 15 minutes at a temperature of about 60 ° C, through increases in pH, at a rate of approximately 0.5 pH units per 5 minutes. The slurry was then mixed at a pH of approximately 7.5 for approximately 10 minutes, and then cooled to ambient conditions (about 22 ° C).

O K2PtCI4 (aproximadamente 0,460 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) e a solução de Pt resultante foi então adicionada ao béquer com divisória, por um período de aproximadamente 20 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada por cerca de 30 minutos. A então pasta fluida misturada foi depois resfriada para cerca de 60°C durante um período de 45 minutos, e depois misturada a 60°C por 15 minutos.OK 2 PtCI 4 (approximately 0.460 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) and the resulting Pt solution was then added to the beaker with a partition, for a period of approximately 20 minutes. The resulting slurry was mixed for about 30 minutes. The then mixed slurry was then cooled to about 60 ° C over a period of 45 minutes, and then mixed at 60 ° C for 15 minutes.

A pasta fluida resultante foi filtrada e, em seguida, seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma corrente de nitrogênio para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.The resulting slurry was filtered and then dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a stream of nitrogen to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturasThe catalyst precursor was then heated to temperatures

156 elevadas até cerca de 950°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) por aproximadamente 120 minutos.156 elevated to about 950 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%; v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 25 estabelece os resultados de testes da reação PMIDA, os dados de lixiviação de platina, e os dados de lixiviação de ferro para o catalisadorTable 25 sets out the test results for the PMIDA reaction, the platinum leaching data, and the iron leaching data for the catalyst

Pt2%/Fe4% acabado.Pt2% / Fe4% finished.

Tabela 25Table 25

Ciclo Cycle 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 CO2 total (cc)Total CO 2 (cc) 2169,6 2169.6 2196,5 2196.5 2147,3 2147.3 2122,5 2122.5 2062,5 2062.5 Ponto final(min) End point (min) 36,42 36.42 36,08 36.08 37,83 37.83 38,42 38.42 40,00 40.00 Concentração máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) 40,5 40.5 39,7 39.7 37,8 37.8 37,5 37.5 36,4 36.4 PMIDA (%p) PMIDA (% p) ND ND 0,008 0.008 0,008 0.008 Glifosato(%p) Glyphosate (% p) 5,363 5.363 5,520 5.520 5,461 5,461 IDA(%p) IDA (% p) 0,087 0.087 0,030 0.030 0,021 0.021 0,017 0.017 CH2O(ppm)CH 2 O (ppm) 1408 1408 1143 1143 1247 1247 HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) 5283 5283 5733 5733 5993 5993 Pt(ppm) Pt (ppm) 0,122 0.122 0,153 0.153 0,155 0.155 Fe(ppm) Fe (ppm) 33,310 33,310 0,941 0.941 0,491 0.491

Exemplo 55Example 55

Este exemplo fornece resultados de microscopia (realizado em conformidade com o protocolo B descrito no exemplo 68) para o precursor de catalisador preparado como descrito no exemplo 54,This example provides microscopy results (performed in accordance with protocol B described in example 68) for the catalyst precursor prepared as described in example 54,

A figura 116 é uma micrografia de Microscopia eletrônica de transmissão e varredura (STEM) de uma porção da superfície do precursor, incluindo os pontos 1 e 2, As figuras 117 e 118 são resultados de análise de Espectroscopia de energia dispersiva de Raios X (EDX) para os pontos 1 e 2, respectivamente. Como demonstrado, essas porções da superfície do precursor incluíam ferro bem dispersos por todo ele, mas nem todo ferro tinha platina depositada nele.Figure 116 is a transmission and scanning electron microscopy (STEM) micrograph of a portion of the precursor surface, including points 1 and 2. Figures 117 and 118 are results of X-ray dispersive energy spectroscopy (EDX) analysis. ) for points 1 and 2, respectively. As shown, these portions of the precursor surface included iron well dispersed throughout, but not all iron had platinum deposited in it.

As figuras 119 e 120 são fotomicrografias de STEM de uma porção da superfície do precursor indicando distribuição espacial do metal em toda aFigures 119 and 120 are STEM photomicrographs of a portion of the precursor surface indicating spatial distribution of the metal across the

157 partícula de carbono.157 carbon particle.

As figuras 121 e 122 são uma micrografia de STEM e varredura em linha de EELS para uma porção da superfície do precursor, 1, identificado na micrografia. As figuras 123 e 124, e 125 e 126 também são pares de análises de micrografias STEM e de varredura em linha de EELS. Estes resultados de STEM e EELS indicam a presença de ferro em toda a partícula de carbono.Figures 121 and 122 are a micrograph of STEM and a line scan of EELS for a portion of the precursor surface, 1, identified in the micrograph. Figures 123 and 124, and 125 and 126 are also pairs of analyzes of STEM micrographs and EELS line scan. These STEM and EELS results indicate the presence of iron in the entire carbon particle.

Exemplo 56Example 56

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de 2 %p de platina e um teor nominal de 4 %p de ferro em um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst with a nominal content of 2 wt% platinum and a nominal content of 4 wt% iron on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O suporte de carbono ativado (cerca de 10,457 g) foi introduzido em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. FeCI3-6H2O (aproximadamente 2,013 g) e sacarose (aproximadamente 4,550 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (aproximadamente 85 g). 50% em peso de NaOH (aproximadamente 5,225 g) foram adicionado e misturado com a solução de sacarose - FeCI3-6H2O. A solução de sacarose - FeCI3-6H2O foi então despejada dentro do béquer com divisória, e foi misturada. A pasta fluida resultante foi aquecida a aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 10 minutos.The activated carbon support (about 10,457 g) was introduced into a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. FeCI 3 -6H 2 O (approximately 2.013 g) and sucrose (approximately 4.550 g) were dissolved in degassed water (approximately 85 g). 50% by weight of NaOH (approximately 5.225 g) was added and mixed with the sucrose solution - FeCI 3 -6H 2 O. The sucrose solution - FeCI 3 -6H 2 O was then poured into the partitioned beaker, and was mixed. The resulting slurry was heated to approximately 60 ° C for a period of approximately 10 minutes.

O etileno glicol (aproximadamente 1,263 g) foi adicionado ao béquer com divisória e misturado com a pasta fluida por aproximadamente dez minutos a aproximadamente 60°C. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi ressuspensa no béquer com divisória em água deionizada desgaseificada (aproximadamente 90g). O pH da pasta fluida resultante foi então reduzida para aproximadamente 7 por adição de HCl 2M desgaseificado.Ethylene glycol (approximately 1.263 g) was added to the partitioned beaker and mixed with the slurry for approximately ten minutes at approximately 60 ° C. The slurry was filtered, and the moist mass was resuspended in the beaker with a partition in degassed deionized water (approximately 90g). The pH of the resulting slurry was then reduced to approximately 7 by the addition of degassed 2M HCl.

O K2PtCI4 (0,462 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) para formar uma solução de platina que foi bombeada para dentro do béquer com divisória por um período de aproximadamente 20 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada à temperatura ambiente (cerca de 22°C) por aproximadamente 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamenteOK 2 PtCI 4 (0.462 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) to form a platinum solution that was pumped into the dividered beaker for a period of approximately 20 minutes. The resulting slurry was mixed at room temperature (about 22 ° C) for approximately 30 minutes and then heated to a temperature of approximately 60 ° C for a period of approximately

II

158 minutos. Α pasta fluida final foi, então, filtrada e a massa umedecida foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma corrente de nitrogênio para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.158 minutes. The final slurry was then filtered and the wet mass was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a stream of nitrogen to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas 5 elevadas de até cerca de 900°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%; v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to about 900 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%; v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 26 estabelece os resultados de testes da reação PMIDA, os dados de lixiviação de platina, e os dados de lixiviação de ferro para o catalisador Pt2%/Fe4%.Table 26 establishes the test results of the PMIDA reaction, the platinum leaching data, and the iron leaching data for the Pt2% / Fe4% catalyst.

--μπ·--μπ ·

159159

Tabela 26Table 26

ο ο , 1603,1 1603.1 43,92 43.92 33,9 33.9 0,074 0.074 5,568 5.568 0,027 0.027 2915 2915 6223 6223 0,018 0.018 0,454 0.454 σ> σ> ,1871,1 1871.1 43,67 43.67 34,3 34.3 0,011 0.011 5,423 5.423 0,028 0.028 2620 2620 6018 6018 0,015 0.015 0,457 0.457 00 00 1878,2 1878.2 43,83 43.83 133,8 133.8 1891,9 1891.9 43,08 43.08 34,6 34.6 0,009 0.009 5,448 5.488 0,028 0.028 2559 2559 6123 6123 0,014 0.014 0,751 0.751 co co 1877,7 1877.7 43,67 43.67 33,9 33.9 m m 1926,6 1926.6 41,58 41.58 35,6 35.6 0,010 0.010 5,348 5.348 I 0,032 I 0.032 2311 2311 6124 6124 0,016 0.016 0,694 0.694 Μ Μ 1908,2 1908.2 42,25 42.25 34,8 34.8 00 00 1881,3 1881.3 41,92 41.92 35,4 35.4 0,009 0.009 5,397 5.397 0,038 0.038 2588 2588 6290 6290 0,014 0.014 3,238 3,238 1812,5 1812.5 43,50 43.50 34,7 34.7 - - 1765,8 1765.8 44,08 44.08 36,3 36.3 0,005 0.005 5,326 5.326 0,081 0.081 3191 3191 6079 6079 o o“ V O O" V 55,230 55,230 Ciclo Cycle C02 total (cc)Total C0 2 (cc) Ponto final(min) End point (min) Concentração de CO2 máxima (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (%p) PMIDA (% p) Glifosato(%p) Glyphosate (% p) IDA(%p) IDA (% p) E~ CL CL O CM I o And ~ CL CL O CM I O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) E CL Q. «+-· CL AND CL Q. «+ - · CL Fe(ppm) Fe (ppm)

160160

Exemplo 57Example 57

Este exemplo detalha os resultados das análises de microscopia (realizado em conformidade com o protocolo B descrito no exemplo 68) para o catalisador finalizado preparado como descrito no exemplo 56,This example details the results of the microscopy analyzes (carried out in accordance with protocol B described in example 68) for the final catalyst prepared as described in example 56,

As figuras 127-132 incluem os resultados de microscopia para o catalisador após o uso em testes de oxidação de PMIDA, tal como descrito no exemplo 56,Figures 127-132 include the results of microscopy for the catalyst after use in PMIDA oxidation tests, as described in example 56,

A figura 127 inclui quatro fotomicrografias eletrônicas de alta resolução (HREM) para várias porções da superfície do catalisador gasto. Estas indicam a formação de grafite e óxido de ferro nas regiões externas das partículas metálicas. A figura 128 inclui três micrografias STEM, que indicam a presença de regiões de platina com nanoporos.Figure 127 includes four high-resolution electronic photomicrographs (HREM) for various portions of the spent catalyst surface. These indicate the formation of graphite and iron oxide in the outer regions of the metal particles. Figure 128 includes three STEM micrographs, which indicate the presence of platinum regions with nanopores.

A figura 129 é uma micrografia de STEM mostrando diversas porções da superfície do catalisador gasto que foram analisados pela análise de EDX. Os resultados da análise de EDX são mostrados na figura 130, que indica a presença de uma composição rica em platina.Fig. 129 is a micrograph of STEM showing several portions of the spent catalyst surface that were analyzed by EDX analysis. The results of the EDX analysis are shown in figure 130, which indicates the presence of a platinum-rich composition.

A figura 131 também é uma micrografia de STEM e A figura 132 os resultados da análise de EDX para as porções da superfície do catalisador gasto. Esses resultados indicam a presença de composições de metal diferentes.Figure 131 is also a micrograph of STEM and Figure 132 shows the results of the EDX analysis for the surface portions of the spent catalyst. These results indicate the presence of different metal compositions.

As figuras 133-137 incluem os resultados de microscopia para o catalisador finalizado preparado como descrito no exemplo 56, mas antes de testar a reação.Figures 133-137 include the microscopy results for the finished catalyst prepared as described in example 56, but before testing the reaction.

A figura 133 é uma fotomicrografia de STEM identificando uma partícula a ser analisado por análises de varredura em linha de EELS, cujos resultados são mostrados na figura 134, Como mostrado na na figurai 34, uma casca parcial do óxido de ferro foi detectada.Fig. 133 is a photomicrograph of STEM identifying a particle to be analyzed by in-line scanning analyzes of EELS, the results of which are shown in Fig. 134. As shown in Fig. 34, a partial iron oxide shell was detected.

A figura 135 é uma fotomicrografia HREM destacando regiões reticulares de Pt. Como mostrado na na figurai 35, as partículas identificadas incluíam não mais de 4 zonas reticulares de platina. Acredita-se atualmente que cada zona reticular corresponde a uma camada de átomos de platina. Ou seja, a partícula identificada incluía uma camada de platina não mais do que cerca de 4 átomos de platina de espessura.Figure 135 is a HREM photomicrograph highlighting reticular Pt regions. As shown in Figure 35, the identified particles included no more than 4 platinum reticular zones. It is currently believed that each reticular zone corresponds to a layer of platinum atoms. That is, the identified particle included a platinum layer no more than about 4 platinum atoms in thickness.

161161

As figuras 136 e 137 são fotomicrografias HREM identificando duas camadas de átomos de platina.Figures 136 and 137 are HREM photomicrographs identifying two layers of platinum atoms.

A figura 138 fornece resultados de análises de difração de raios X (XRD), que indicam a formação de uma fase Feo,75Pto,25,Figure 138 provides results of X-ray diffraction (XRD) analyzes, which indicate the formation of a Feo phase, 75Pto, 25,

Exemplo 58Example 58

Este exemplo detalha a preparação de um precursor de catalisador com um teor nominal de Pt de 2%p um teor nominal de ferro de 4%pm um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst precursor with a nominal Pt content of 2% p with a nominal iron content of 4% pm on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

Suporte de carbono ativado (cerca de 10,456 g) foi introduzido em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. FeCI3-6H2O (aproximadamente 2,011 g) e sacarose (aproximadamente 4,511 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (aproximadamente 91,1 g). 50%p de NaOH (aproximadamente 5,214 g) foi adicionado e misturado com a solução de FeCI3-6H2O - sacarose. A solução de FeCI3-6H2O - sacarose foi então despejada dentro do béquer com divisória, e misturada com o suporte de carbono ativado. A pasta fluida resultante foi então aquecida a aproximadamente 40°C durante um período de aproximadamente 10 minutos.Activated carbon support (about 10,456 g) was introduced into a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. FeCI 3 -6H 2 O (approximately 2.011 g) and sucrose (approximately 4.511 g) were dissolved in degassed water (approximately 91.1 g). 50 wt% NaOH (approximately 5.214 g) was added and mixed with the FeCI 3 -6H 2 O - sucrose solution. The FeCI 3 -6H 2 O - sucrose solution was then poured into the partitioned beaker, and mixed with the activated carbon support. The resulting slurry was then heated to approximately 40 ° C for a period of approximately 10 minutes.

O etileno glicol (aproximadamente 1,309 g) foi adicionada ao béquer com divisória e foi misturado com a pasta fluida por aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 40°C. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi ressuspensa no béquer com divisória em água deionizada desgaseificada (90 g). O pH da pasta fluida resultante foi ajustado/reduzido para cerca de 7 por adição de HCl 2M desgaseificado (1,52 g).Ethylene glycol (approximately 1.309 g) was added to the partitioned beaker and mixed with the slurry for approximately 10 minutes at approximately 40 ° C. The slurry was filtered, and the moistened mass was resuspended in the beaker with a partition in degassed deionized water (90 g). The pH of the resulting slurry was adjusted / reduced to about 7 by the addition of degassed 2M HCl (1.52 g).

O K2PtCI4 (aproximadamente 0,461 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 g) para formar uma solução de platina que foi introduzida no béquer com divisória por um período de 3 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada por cerca de 25°C por aproximadamente 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 40 minutos.OK 2 PtCI 4 (approximately 0.461 g) was dissolved in degassed water (20 g) to form a platinum solution which was introduced into the dividered beaker for a period of 3 minutes. The resulting slurry was mixed at about 25 ° C for approximately 30 minutes and then heated to a temperature of approximately 60 ° C over a period of approximately 40 minutes.

A pasta fluida final foi filtrada e a massa umedecida foi lavada duas vezes por contato com a água desgaseificada (aproximadamente 100 g) a umaThe final slurry was filtered and the wet mass was washed twice by contact with degassed water (approximately 100 g) at a

162 temperatura de cerca de 60°C. A massa umedecida foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.162 temperature of about 60 ° C. The wet mass was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen to form a Pt / Fe catalyst precursor.

Exemplo 59Example 59

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de platina de 2%p um teor nominal de ferro de 4%pm um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst with a nominal platinum content of 2% for a nominal iron content of 4% on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

Suporte de carbono ativado (cerca de 10,456 g) foi introduzido em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. FeCI3-6H2O (aproximadamente 2,011 g) e sacarose (aproximadamente 4,513 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (aproximadamente 91 g). 50%p de NaOH (aproximadamente 5,25 g) foi adicionado e misturado com a solução de FeCI3-6H2O - sacarose. A solução de FeCI3-6H2O - sacarose foi então despejada dentro do béquer com divisória, e misturada com o suporte de carbono ativado.Activated carbon support (about 10,456 g) was introduced into a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. FeCI 3 -6H 2 O (approximately 2.011 g) and sucrose (approximately 4.513 g) were dissolved in degassed water (approximately 91 g). 50 wt% NaOH (approximately 5.25 g) was added and mixed with the FeCI 3 -6H 2 O - sucrose solution. The FeCI 3 -6H 2 O - sucrose solution was then poured into the partitioned beaker, and mixed with the activated carbon support.

O etileno glicol (cerca de 1,31 g) foi adicionada ao béquer com divisória e a pasta fluida resultante foi aquecida a uma temperatura de aproximadamente 30°C durante um período de aproximadamente 15 minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi então ressuspensa no béquer com divisória em água fria deionizada e desgaseificada (90 g) a uma temperatura de cerca de 12°C. O pH da solução resultante foi reduzido para aproximadamente 7 por adição de HCl 2M desgaseificado (aproximadamente 0,645 g) e HCl 1M (cerca de 0,461 g).Ethylene glycol (about 1.31 g) was added to the partitioned beaker and the resulting slurry was heated to a temperature of approximately 30 ° C over a period of approximately 15 minutes. The slurry was filtered, and the wet mass was then resuspended in the beaker with a partition in deionized and degassed cold water (90 g) at a temperature of about 12 ° C. The pH of the resulting solution was reduced to approximately 7 by the addition of degassed 2M HCl (approximately 0.645 g) and 1M HCl (approximately 0.461 g).

O K2PtCL (cerca de 0,461 g) foi dissolvido em água fria desgaseificada (aproximadamente 20 g) a uma temperatura de cerca de 12°C. A solução de platina foi bombeada para o béquer com divisória por um período de aproximadamente 20 minutos.OK 2 PtCL (about 0.461 g) was dissolved in degassed cold water (about 20 g) at a temperature of about 12 ° C. The platinum solution was pumped into the split beaker for a period of approximately 20 minutes.

A pasta fluida final foi, então, filtrada e a massa umedecida foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio para formar um precursor de catalisador de Pt/Fe.The final slurry was then filtered and the wet mass was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen to form a Pt / Fe catalyst precursor.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturasThe catalyst precursor was then heated to temperatures

163 elevadas de até aproximadamente 755°C na presença de corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.163 elevations of up to approximately 755 ° C in the presence of a hydrogen / argon stream (4% / 96%, v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 71 estabelece os resultados de testes da reação PMIDA, os dados de lixiviação de platina, e os dados de lixiviação de ferro para o catalisadorTable 71 sets out the test results for the PMIDA reaction, the platinum leaching data, and the iron leaching data for the catalyst.

Pt2%/Fe4% finalizado.Pt2% / Fe4% finished.

164164

Tabela 27Table 27

Ο V“ Ο V " 1600,2 1600.2 48,50 48.50 I 31,7 I 31.7 0,057 0.057 5,516 5.516 0,029 0.029 2756 2756 5842 5842 0,022 0.022 0,375 0.375 σ> σ> 1827,8 1827.8 47,00 47.00 r- CN CO r- CN CO 900‘0 900’0 5,508 5,508 0,029 0.029 2422 2422 5850 5850 0,017 0.017 0,423 0.423 oo oo 1825,1 1825.1 47,42 47.42 32,0 32.0 l·- l · - 1853,1 1853.1 46,25 46.25 32,6 32.6 0,004 0.004 5,450 5,450 0,029 0.029 2434 2434 5882 5882 0,017 0.017 0,456 0.456 CO CO 1868,2 1868.2 45,75 45.75 32,8 32.8 IO IO 1846,8 1846.8 46,25 46.25 32,5 32.5 0,005 0.005 5,489 5.489 CO o o CO O O 2366 2366 5987 5987 0,019 0.019 0,552 0.552 1898,8 1898.8 44,00 44.00 33,7 33.7 CO CO 1877,3 1877.3 43,67 43.67 33,7 33.7 0,003 0.003 5,463 5,463 0,036 0.036 2914 2914 6036 6036 oo o θ' oo O θ ' 2,818 2,818 CN CN 1830,6 1830.6 44,92 44.92 33,5 33.5 0,016 0.016 11,570 11,570 V“ V " 1776,6 1776.6 44,75 44.75 35,6 35.6 ND ND 5,278 5.278 0,079 0.079 3702 3702 5549 5549 0,016 0.016 36,130 36,130 Ciclo Cycle CO2 total (cc)Total CO 2 (cc) Ponto final(min) End point (min) Concentração máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (%p) PMIDA (% p) Glifosato(%p) Glyphosate (% p) IDA(%p) IDA (% p) e CL CL O Csl Έ O and CL CL O Csl Έ O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) E Q_ _Q. 0_ AND Q_ _Q. 0_ E CL CL aí LU AND CL CL there LU

165165

Exemplo 60Example 60

As figuras 139-148 incluem os resultados de microscopia (realizado em conformidade com o protocolo B descrito no exemplo 68) para o catalisador finalizado preparado como descrito no exemplo 59,Figures 139-148 include the results of microscopy (performed in accordance with protocol B described in example 68) for the finished catalyst prepared as described in example 59,

A figura 139 é uma micrografia de STEM identificando as partículas analisadas por análise de varredura em linha de EELS, cujos resultados são mostrados na figura 140, Como mostrado na na figura 139, a razão atômica Fe:Pt da partícula analisada foi 85,99/14,01, Os resultados da varredura em linha da na figura 140 indicam a formação de uma camada externa de óxido de ferro.Fig. 139 is a micrograph of STEM identifying the particles analyzed by EELS line scan analysis, the results of which are shown in Fig. 140. As shown in Fig. 139, the Fe: Pt atomic ratio of the analyzed particle was 85.99 / 14.01, The results of the in-line scan of in figure 140 indicate the formation of an outer layer of iron oxide.

A figura 141 é uma micrografia de STEM indicando a partícula que foi analisada por análise varredura em linha EDX, cujos resultados são mostrados na figura 142, Os resultados da varredura em linha indicam um sinal de platina relativamente constante, sugerindo uma casca muito fina de platina, ou seja, variando, não mais que cerca de 25% durante a varredura em toda a partícula (por exemplo, de cerca de 17,5 nm a cerca de 46 nm ao longo da linha de varredura. Como também mostrado na na figura 142, a variação na magnitude do sinal de ferro durante a varredura em toda a partícula é proporcionalmente maior que a variação no sinal de platina durante a varredura em toda a partícula (ou seja, na ordem de pelo menos cerca de 1,5 : 1).Fig. 141 is a micrograph of STEM indicating the particle that was analyzed by EDX in-line scan analysis, the results of which are shown in Fig. 142. In-line scan results indicate a relatively constant platinum signal, suggesting a very thin platinum shell. , that is, varying no more than about 25% during scanning across the particle (for example, from about 17.5 nm to about 46 nm along the scan line. As also shown in figure 142 , the variation in the magnitude of the iron signal during scanning across the particle is proportionally greater than the variation in the platinum signal during scanning across the particle (that is, on the order of at least about 1.5: 1) .

A figura 143 é uma micrografia de STEM e As figuras 144 e 145 correspondem às análises de varredura em linha de EELS e às análises de varredura em linha EDX, respectivamente. Os resultados de varredura em linha de EELS indicam a presença de uma camada de óxido de ferro. Os resultados de varredura em linha EDX indicam a presença de uma casca fina de platina.Figure 143 is a micrograph of STEM and Figures 144 and 145 correspond to EELS in-line scan analyzes and EDX in-line scan analyzes, respectively. The results of inline scanning of EELS indicate the presence of an iron oxide layer. The results of scanning in the EDX line indicate the presence of a thin platinum shell.

A figura 146 é uma micrografia de STEM e a figura 147 as correspondentes análises de varredura em linha EDX. Os resultados de varredura em linha indicam um sinal de platina relativamente constante, ou seja, variando, não mais que cerca de 25% durante a varredura em toda a partícula de cerca de 9 nm a cerca de 35 nm ao longo da linha de varredura e uma maior variação na magnitude do sinal de ferro em comparação com a variação do sinal de platina (ou seja, na ordem de cerca de 1,5:1).Figure 146 is a micrograph of STEM and figure 147 the corresponding EDX line scan analyzes. The results of in-line scanning indicate a relatively constant platinum signal, that is, varying by no more than about 25% during scanning across the entire particle from about 9 nm to about 35 nm along the scan line and a greater variation in the magnitude of the iron signal compared to the variation of the platinum signal (ie, on the order of about 1.5: 1).

A figura 148 prevê os resultados de DRX das análises realizadasFigure 148 provides the XRD results of the analyzes performed

166 como descrito no exemplo 69, Estes resultados indicam a formação de uma fase Feo,75Feo,25,166 as described in example 69, These results indicate the formation of a Feo, 75Feo, 25,

As figuras 149-153 são resultados de microscopia para o catalisador gasto (ou seja, após testado na oxidação de PMIDA).Figures 149-153 are microscopy results for the spent catalyst (ie, after being tested on PMIDA oxidation).

A figura 149 é uma micrografia de STEM mostrando várias partículas de metal poroso na superfície do catalisador gasto.Fig. 149 is a micrograph of STEM showing several porous metal particles on the surface of the spent catalyst.

A figura 150 é uma micrografia de STEM e A figura 151 os correspondentes resultados das análises de varredura em linha EDX. A figura 152 é uma micrografia de STEM e A figura 153 os correspondentes resultados das análises de varredura em linha EDX. Estes resultados indicam uma composição rica em platina em todas as partículas analisadas devido à lixiviação de ferro a partir do núcleo, ou seja, regiões do interior das partículas para formar partículas ricas em platina porosa.Figure 150 is a micrograph of STEM and Figure 151 shows the corresponding results of the EDX line scan analyzes. Figure 152 is a micrograph of STEM and Figure 153 the corresponding results of the EDX line scan analyzes. These results indicate a platinum-rich composition in all analyzed particles due to the leaching of iron from the core, that is, regions inside the particles to form particles rich in porous platinum.

Exemplo 61Example 61

Este exemplo detalha a preparação de um precursor de catalisador com um teor nominal de Pt de 2 %p um teor nominal de ferro de 3,5 %pm um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst precursor with a nominal Pt content of 2% p with a nominal iron content of 3.5% pm on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O suporte de carbono ativado (cerca de 10,457 g) foi introduzido em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. FeCI3*6H2O (aproximadamente 1,753 g) e sacarose (aproximadamente 4,455 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (aproximadamente 90 g). 50%p de NaOH (aproximadamente 4,613 g) foi adicionado e misturado com a solução de FeCI3*6H2O - sacarose. A solução de FeCI3.6H2O - sacarose foi então despejada dentro do béquer com divisória, e misturada com o suporte de carbono ativado. A pasta fluida foi então aquecida a uma temperatura de cerca de 60°C durante um período de 10 minutos.The activated carbon support (about 10,457 g) was introduced into a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. FeCI 3 * 6H 2 O (approximately 1.753 g) and sucrose (approximately 4.455 g) were dissolved in degassed water (approximately 90 g). 50 wt% NaOH (approximately 4.613 g) was added and mixed with the FeCl 3 * 6H 2 O - sucrose solution. The FeCI 3 .6H 2 O - sucrose solution was then poured into the partitioned beaker, and mixed with the activated carbon support. The slurry was then heated to a temperature of about 60 ° C for a period of 10 minutes.

O etileno glicol (aproximadamente 1,200 g) foi adicionado ao béquer com divisória e misturado com a pasta fluida por aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60°C. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi então ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g) e introduzida no béquerEthylene glycol (approximately 1,200 g) was added to the partitioned beaker and mixed with the slurry for approximately 10 minutes at approximately 60 ° C. The slurry was filtered, and the wet mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g) and introduced into the beaker.

167 com divisória. O pH da pasta fluida resultante foi reduzido para cerca de 6 por adição de HCI 1M desgaseificado (3,6 g).167 with partition. The pH of the resulting slurry was reduced to about 6 by the addition of degassed 1M HCI (3.6 g).

O K2PtCl4 (aproximadamente 0,452 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) para formar uma solução de platina que foi introduzida no béquer com divisória por um período de aproximadamente 3 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada em condições ambiente (cerca de 22°C) por aproximadamente 15 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 40°C durante um período de aproximadamente 12 minutos.OK 2 PtCl4 (approximately 0.452 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) to form a platinum solution which was introduced into the dividered beaker for a period of approximately 3 minutes. The resulting slurry was mixed under ambient conditions (about 22 ° C) for approximately 15 minutes and then heated to a temperature of approximately 40 ° C for a period of approximately 12 minutes.

A pasta fluida final foi filtrada e a massa umedecida foi lavada à quente duas vezes por contato com a água desgaseificada (aproximadamente 100g) a uma temperatura de cerca de 60°C. A amostra resultante foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio.The final slurry was filtered and the wet mass was hot washed twice by contact with degassed water (approximately 100g) at a temperature of about 60 ° C. The resulting sample was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até aproximadamente 755°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures of up to approximately 755 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (4% / 96%, v / v) for approximately 120 minutes.

A figura 154 fornece resultados de análises de XRD para o catalisador finalizado de Pt2%/Fe3,5%, que indica a formação de uma fase Fe3Pt.Figure 154 provides XRD analysis results for the finalized Pt2% / Fe3.5% catalyst, which indicates the formation of an Fe 3 Pt phase.

A tabela 28 estabelece os resultados de testes da reação de PMIDA, os dados de lixiviação de platina, e os dados de lixiviação de ferro para o catalisador finalizado. A figura 155 fornece os resultados da análise de XRD para os catalisadores após o teste de reação (ou seja, o catalisador gasto). Estes resultados indicam a formação de uma fase de Pt.Table 28 sets out the test results for the PMIDA reaction, the platinum leaching data, and the iron leaching data for the finished catalyst. Figure 155 provides the results of the XRD analysis for the catalysts after the reaction test (ie, the spent catalyst). These results indicate the formation of a Pt phase.

168168

Tabela 28Table 28

ο ο 1602,0 1602.0 42,75 42.75 34,7 34.7 0,143 0.143 5,430 5.430 0,036 0.036 2612 2612 6465 6465 0,022 0.022 0,362 0.362 σ> σ> 1967,6 1967.6 41,67 41.67 35,4 35.4 'Φ o o o~ 'Φ O O the ~ 5,446 5,446 0,036 0.036 2068 2068 6313 6313 -, 0,016 -, 0.016 0,363 0.363 CO CO 1947,8 1947.8 41,83 41.83 x— ΙΌ CO x— ΙΌ CO r- r- 1956,0 1956.0 00 in θ' 'Φ 00 in θ ' 'Φ 36,2 36.2 0,004 0.004 5,343 5.343 0,038 0.038 2272 * 2272 * 6391 6391 | 0,016 | 0.016 0,487 0.477 CD CD 1956,8 1956.8 40,75 40.75 35,7 35.7 1970,6 1970.6 40,42 40.42 36,2 36.2 0,004 0.004 5,405 5.405 0,039 0.039 2341 2341 6489 6489 I 0,014 I 0.014 0,584 0.584 ·<φ · <Φ 1928,1 1928.1 40,17 40.17 36,9 36.9 CO CO 1913,6 1913.6 39,83 39.83 36,9 36.9 0,003 0.003 IO O Φ ΙΌ IO O Φ ΙΌ 0,045 0.045 2624 2624 6539 6539 0,013 0.013 2,502 2.502 CM CM 1841,8 1841.8 41,67 41.67 36,0 36.0 - - 1785,7 1785.7 43,83 43.83 35,4 35.4 ND ND 5,169 5.169 0,085 0.085 3172 I 3172 I 6258 6258 0,011 0.011 24,680 24,680 o o ó O O O CO2 total (cc)Total CO 2 (cc) Ponto final(min) End point (min) Concentração máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (%p) PMIDA (% p) Glifosato(%p) Glyphosate (% p) IDA(%p) IDA (% p) Ω. ^CL O CM X o Ω. ^ CL O CM X O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) e CL CL and CL CL E CL CL aí LL AND CL CL there LL

169169

Exemplo 61AExample 61A

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de Pt de 2%p um teor nominal de ferro de 4%pm um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g.This example details the preparation of a catalyst with a nominal Pt content of 2% p with a nominal iron content of 4% pm on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g.

A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.The next preparation was done under nitrogen protection.

Carbono ativado (cerca de 10,456 g) e água desgaseificada (aproximadamente 90 g) foram misturados em um béquer com divisória por 20 minutos.Activated carbon (approximately 10,456 g) and degassed water (approximately 90 g) were mixed in a dividered beaker for 20 minutes.

O FeCI3*6H2O (aproximadamente 2,009 g) foi dissolvido em água desgaseificada (40 g) e essa solução foi bombeada para o béquer com divisória por um período de 30 minutos, mantendo o pH da pasta fluida em 4 com NaOH 2,5N, se necessário. Após a adição da solução de FeCI3«6H2O ao béquer ser completada, o pH da pasta fluida foi elevado para 4,5 e misturada por 10 minutos.FeCI 3 * 6H 2 O (approximately 2.009 g) was dissolved in degassed water (40 g) and this solution was pumped into the beaker with a partition for a period of 30 minutes, maintaining the slurry pH at 4 with NaOH 2, 5N, if necessary. After the addition of the FeCI 3 «6H 2 O solution to the beaker was completed, the pH of the slurry was raised to 4.5 and mixed for 10 minutes.

A pasta fluida foi então aquecida a aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 30 minutos. Durante o aquecimento, o pH foi mantido em 4,5, O pH da pasta fluida foi então aumentado para 11 durante um período de 30 minutos, e depois misturado por 10 minutos. O etileno glicol (1,388The slurry was then heated to approximately 60 ° C for a period of approximately 30 minutes. During heating, the pH was maintained at 4.5. The pH of the slurry was then increased to 11 over a period of 30 minutes, and then mixed for 10 minutes. Ethylene glycol (1,388

g) foi então adicionado à pasta fluida, e misturado a aproximadamente 60°C por aproximadamente 10 minutos. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi re - suspensa no béquer com divisória em água deionizada desgaseificada (aproximadamente 90 g).g) was then added to the slurry, and mixed at approximately 60 ° C for approximately 10 minutes. The slurry was filtered, and the moist mass was resuspended in the beaker with a partition in degassed deionized water (approximately 90 g).

O pH da solução foi então reduzido a 7 por adição de HCl 0,5M desgaseificado. K2PtCI4 (0,460 g) foi dissolvido em 20 mL de água desgaseificada. A solução de Pt foi bombeada para o béquer com divisória por um período de 30 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada em condições ambiente (aproxi. 20°C) por aproximadamente 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C durante um período de 10 minutos.The pH of the solution was then reduced to 7 by the addition of degassed 0.5M HCl. K 2 PtCI 4 (0.460 g) was dissolved in 20 ml of degassed water. The Pt solution was pumped into the beaker with a partition for a period of 30 minutes. The resulting slurry was mixed under ambient conditions (approx. 20 ° C) for approximately 30 minutes and then heated to a temperature of approximately 60 ° C for a period of 10 minutes.

A pasta fluida resultante foi filtrada e lavada duas vezes por contato com água desgaseificada (aproximadamente 100 g) a uma temperatura de cerca de 60°C. A amostra foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio para formar um precursor deThe resulting slurry was filtered and washed twice by contact with degassed water (approximately 100 g) at a temperature of about 60 ° C. The sample was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for 12 hours with a small stream of nitrogen to form a precursor of

170 catalisador de Pt/Fe.170 Pt / Fe catalyst.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até cerca de 650°C na presença de um átomo de uma corrente de • hidrogênio/argônio (4%/96%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures up to about 650 ° C in the presence of an atom of a hydrogen / argon stream (4% / 96%, v / v) for approximately 120 minutes.

V. platina-cobaltoV. platinum-cobalt

Exemplo 62Example 62

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de platina de 2 %p um teor nominal de cobalto de aproximadamente 4 %pm um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst with a nominal platinum content of 2% for a nominal cobalt content of approximately 4% on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m 2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O CoCI2 (1,686 g) e sacarose (4,499 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (89,4 ml) em um recipiente com tampa de rosca cujo interior foi passado nitrogênio. A essa mistura foi adicionado 50%p de hidróxido de sódio (5,209 g), foi passado nitrogênio no recipiente, e a solução foi então misturadas por um minuto.CoCI 2 (1.686 g) and sucrose (4.499 g) were dissolved in degassed water (89.4 ml) in a screw-topped container whose interior was passed nitrogen. To this mixture was added 50% w of sodium hydroxide (5.209 g), nitrogen was passed into the container, and the solution was then mixed for one minute.

Suporte de carbono ativado (10,458 g) foi adicionado a um béquer com divisória de 400 mL e a solução de CoCI2 foi então despejada no béquer com divisória, foi passado nitrogênio no béquer, e os componentes foram misturados em temperatura ambiente por aproximadamente 5 minutos. A solução resultante foi aquecida a aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 40 minutos. O etileno glicol (aproximadamente 1,272 g) foi então adicionado, e a solução resultante foi misturada em aproximadamente 60°C por aproximadamente 20 minutos.Activated carbon support (10,458 g) was added to a 400 mL beaker and the CoCI 2 solution was then poured into the partitioned beaker, nitrogen was passed into the beaker, and the components were mixed at room temperature for approximately 5 minutes. . The resulting solution was heated to approximately 60 ° C over a period of approximately 40 minutes. Ethylene glycol (approximately 1.272 g) was then added, and the resulting solution was mixed at approximately 60 ° C for approximately 20 minutes.

A solução foi então filtrada em um filtro de vidro poroso, a massa umedecida resultante foi devolvida ao béquer com divisória. O pH da solução foi reduzido para aproximadamente 4,7 por adição de HCl (2M).The solution was then filtered through a porous glass filter, the resulting wet mass was returned to the beaker with a partition. The pH of the solution was reduced to approximately 4.7 by adding HCl (2M).

O K2PtCI4 (cerca de 0,460g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 ml) e a solução de platina foi adicionada à béquer com divisória gota a gota, durante um período de aproximadamente três minutos. A solução resultante foi misturada em aproximadamente 25°C por aproximadamente 60 minutos. A solução foi então aquecida a aproximadamente 60°C durante um período deOK 2 PtCI 4 (about 0.460g) was dissolved in degassed water (20 ml) and the platinum solution was added to the beaker with a dropwise partition over a period of approximately three minutes. The resulting solution was mixed at approximately 25 ° C for approximately 60 minutes. The solution was then heated to approximately 60 ° C for a period of

171 aproximadamente 20 minutos. A solução resultante foi filtrada, e o filtrado foi lavado à quente duas vezes com água desgaseificada (120 ml) em aproximadamente 60°C. A amostra foi seca em forno a vácuo a 110°C por 12 « horas com uma corrente de nitrogênio.171 approximately 20 minutes. The resulting solution was filtered, and the filtrate was hot-washed twice with degassed water (120 ml) at approximately 60 ° C. The sample was dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours with a stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas de até cerca de 900°C na presença de corrente de hidrogênio/argônio (4%/96%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated to elevated temperatures up to about 900 ° C in the presence of a hydrogen / argon stream (4% / 96%, v / v) for approximately 120 minutes.

Exemplo 63Example 63

Este exemplo detalha a preparação de um precursor de catalisador com um teor nominal de platina de 2%p e um teor nominal de cobalto de aproximadamente 4%p em um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst precursor with a nominal platinum content of 2% w and a nominal cobalt content of approximately 4% w on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O carbono ativado (10,458 g) foi colocado em um béquer com divisória. CoCI2-6H2O (1,685 g) e sacarose (4,566 g) foram misturadas e dissolvidas com água desgaseificada (89,2 ml). 5,154 g de Hidróxido de sódio 50 %p foi adicionado à solução de cobalto e misturado. A solução de CoCI2-6H2O resultante foi então despejada no béquer com divisória com carbono, e misturada.The activated carbon (10,458 g) was placed in a divider beaker. CoCI 2 -6H 2 O (1.685 g) and sucrose (4.566 g) were mixed and dissolved with degassed water (89.2 ml). 5.154 g of 50% w / w sodium hydroxide was added to the cobalt solution and mixed. The resulting CoCI 2 -6H 2 solution was then poured into the carbon partitioned beaker, and mixed.

A pasta fluida resultante foi aquecida a aproximadamente 60°C durante um período de 20 minutos. Borohidreto de sódio (aproximadamente 0,558 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 ml), na qual NaOH 2,5N desgaseificado (0,329 g) foi adicionado. A solução de boroidreto de sódio foi adicionada ao béquer com divisória em aproximadamente 60°C durante um período de aproximadamente 20 minutos, e depois misturado por 10 minutos adicionais. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi lavada duas vezes em aproximadamente 60°C. A massa umedecida resultante foi então ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g).The resulting slurry was heated to approximately 60 ° C for a period of 20 minutes. Sodium borohydride (approximately 0.558 g) was dissolved in degassed water (20 ml), to which 2.5N degassed NaOH (0.329 g) was added. The sodium borohydride solution was added to the split beaker at approximately 60 ° C over a period of approximately 20 minutes, and then mixed for an additional 10 minutes. The slurry was filtered, and the wet mass was washed twice at approximately 60 ° C. The resulting wet mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g).

O pH da solução foi reduzido para aproximadamente 5 por adição de HCl 2M desgaseificado. O K2PtCI4 (0,459 g) foi dissolvido em água desgaseificada (20 ml). A solução de Pt foi então adicionada ao béquer com divisória por um período de aproximadamente 3 minutos. A pasta fluida foi misturada em cerca de 25°C por aproximadamente 40 minutos e em seguida,The pH of the solution was reduced to approximately 5 by the addition of degassed 2M HCl. The K2PtCI4 (0.459 g) was dissolved in degassed water (20 ml). The Pt solution was then added to the partitioned beaker for a period of approximately 3 minutes. The slurry was mixed at about 25 ° C for approximately 40 minutes and then

172 aquecida a uma temperatura de aproximadamente 40°C.172 heated to a temperature of approximately 40 ° C.

A pasta fluida resultante foi filtrada, e a massa umedecida foi lavada duas vezes com água quente (aproximadamente 100 ml) em aproximadamenteThe resulting slurry was filtered, and the wet mass was washed twice with hot water (approximately 100 ml) in approximately

60°C. A amostra resultante foi seca em forno a vácuo em aproximadamente60 ° C. The resulting sample was dried in a vacuum oven in approximately

110°C por 12 horas, com uma pequena corrente de nitrogênio.110 ° C for 12 hours, with a small stream of nitrogen.

VI. Platina - EstanhoSAW. Platinum - Tin

Exemplo 64Example 64

A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio. Carbono ativado (10,457 g) foi colocado em um béquer com divisória e misturado com água desgaseificada (100 ml).The next preparation was done under nitrogen protection. Activated carbon (10,457 g) was placed in a beaker with partition and mixed with degassed water (100 ml).

SnCI4-5H2O (2,545 g) e K2PtCI4 (0,463 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (20 ml). A solução de Sn/Pt foi então bombeada para dentro do béquer com divisória ao longo de um período de aproximadamente 23 minutos. A temperatura e pH da solução de Sn/Pt foi aumentada simultaneamente para aproximadamente 60°C e aproximadamente 7, respectivamente, ao longo de um período de aproximadamente 45 minutos. A solução foi misturada por cerca de 30 minutos.SnCI 4 -5H 2 O (2.545 g) and K 2 PtCI 4 (0.463 g) were dissolved in degassed water (20 ml). The Sn / Pt solution was then pumped into the partitioned beaker over a period of approximately 23 minutes. The temperature and pH of the Sn / Pt solution was increased simultaneously to approximately 60 ° C and approximately 7, respectively, over a period of approximately 45 minutes. The solution was mixed for about 30 minutes.

NaBH4 (1,310 g) foi dissolvido em água desgaseificada (10 ml) e esta solução foi adicionada ao béquer com divisória durante um período de 20 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada por cerca de 20 minutos, filtrada, e a massa umedecida foi lavada à quente duas vezes com aproximadamente 100 ml de água desgaseificada a aproximadamente 60°C. A amostra resultante foi seca em forno a vácuo a 110°C por 12 horas, com uma pequena corrente de nitrogênio.NaBH 4 (1.310 g) was dissolved in degassed water (10 ml) and this solution was added to the split beaker over a period of 20 minutes. The resulting slurry was mixed for about 20 minutes, filtered, and the wet mass was hot-washed twice with approximately 100 ml of degassed water at approximately 60 ° C. The resulting sample was dried in a vacuum oven at 110 ° C for 12 hours, with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas até cerca de 545°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônioThe catalyst precursor was then heated at elevated temperatures to about 545 ° C in the presence of a hydrogen / argon stream.

VII. Platina - CobreVII. Platinum - Copper

Exemplo 65 _(2%/98%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.Example 65 _ (2% / 98%, v / v) for approximately 120 minutes.

A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.The next preparation was done under nitrogen protection.

Preparação de PT 2% Cu 4% nominal em carbono ativado: O seguinte foi adicionado a um béquer com divisória incluindo aproximadamentePreparation of PT 2% Cu 4% nominal activated carbon: The following has been added to a beaker with partition including approximately

173173

10g de carbono ativado: 1,64 g de solução de CuSO4-5H2O, 4,51 g de sacarose, 90 g de água deionizada desgaseificada, e 4,63 g de NaOH 50%p. A mistura foi aquecida a aproximadamente 40°C e agitada por aproximadamente 10 minutos com um agitador mecânico. A essa pasta fluida foi adicionado 1,71 g de formaldeído 37% diluído a 17,1 g com água deionizada desgaseificada. A pasta fluida resultante foi aquecida a aproximadamente 40°C com agitação contínua por aproximadamente 30 minutos (ou até que a solução se tornar incolor). Então, a pasta fluida foi filtrada, lavada uma vez no filtro, e então ressuspensa em água em pH 2,02, pela adição de HCl 1M desgaseificado. Uma solução de 0,454g de K2PtCI4 em 10g de água desgaseificada foi então adicionada à pasta fluida, juntamente com agitação contínua por aproximadamente 30 minutos em condições ambiente. Em seguida, a pasta fluida foi aquecida a aproximadamente 60°C e agitada por mais aproximadamente 30 minutos. Esta pasta fluida foi então filtrada e lavada com água e secada sob vácuo a aproximadamente 110°C sob uma pequena corrente de nitrogênio. Um total de 11,720 g de material seco foi recuperado. Durante o tratamento térmico a uma temperatura máxima de aproximadamente 950°C na presença de atmosfera de argônio/hidrogênio (2%/98%)(v/v) por aproximadamente 120 minutos, a amostra perdeu 13,5% em peso.10 g of activated carbon: 1.64 g of CuSO 4 -5H 2 O solution, 4.51 g of sucrose, 90 g of degassed deionized water, and 4.63 g of NaOH 50% w. The mixture was heated to approximately 40 ° C and stirred for approximately 10 minutes with a mechanical stirrer. To this slurry was added 1.71 g of 37% formaldehyde diluted to 17.1 g with degassed deionized water. The resulting slurry was heated to approximately 40 ° C with continuous stirring for approximately 30 minutes (or until the solution became colorless). Then, the slurry was filtered, washed once in the filter, and then resuspended in water at pH 2.02, by the addition of degassed 1M HCl. A solution of 0.454g of K 2 PtCI 4 in 10g of degassed water was then added to the slurry, along with continuous stirring for approximately 30 minutes at ambient conditions. Then, the slurry was heated to approximately 60 ° C and stirred for approximately another 30 minutes. This slurry was then filtered and washed with water and dried under vacuum at approximately 110 ° C under a small stream of nitrogen. A total of 11.720 g of dry material was recovered. During heat treatment at a maximum temperature of approximately 950 ° C in the presence of an argon / hydrogen atmosphere (2% / 98%) (v / v) for approximately 120 minutes, the sample lost 13.5% by weight.

As figuras 155A e 155B incluem os resultados de microscopia para o catalisador finalizado. As figuras 155C - 155f incluem os resultados de microscopia para o catalisador após o teste de oxidação de PMIDA.Figures 155A and 155B include the microscopy results for the finished catalyst. Figures 155C - 155f include the results of microscopy for the catalyst after the PMIDA oxidation test.

Exemplo 66Example 66

Este exemplo detalha a preparação de um catalisador com um teor nominal de platina de 2%p e um teor nominal de cobre de 3,75 %p em um suporte de carbono ativado com uma área superficial de Langmuir de aproximadamente 1500 m2/g. A preparação seguinte foi feita sob a proteção de nitrogênio.This example details the preparation of a catalyst with a nominal platinum content of 2% w and a nominal copper content of 3.75% w on an activated carbon support with a Langmuir surface area of approximately 1500 m2 / g. The next preparation was done under nitrogen protection.

O suporte de carbono ativado (cerca de 10,457 g) foi introduzido em um béquer com divisória sob uma atmosfera de nitrogênio. CuSO4.5H2O (aproximadamente 1,540 g) e sacarose (aproximadamente 4,225 g) foram dissolvidos em água desgaseificada (aproximadamente 91 g). NaOH 50%p (aproximadamente 4,370 g) foi adicionado e misturado com a solução deThe activated carbon support (about 10,457 g) was introduced into a partitioned beaker under an atmosphere of nitrogen. CuSO 4 .5H 2 O (approximately 1.540 g) and sucrose (approximately 4.225 g) were dissolved in degassed water (approximately 91 g). 50% NaOH p (approximately 4.370 g) was added and mixed with the solution of

174174

CuSO4-5H2O - sacarose, e a solução resultante foi despejada no béquer com divisória, e misturada com o suporte de carbono ativado a uma temperatura de aproximadamente 29°C por aproximadamente 20 minutos.CuSO4-5H2O - sucrose, and the resulting solution was poured into the beaker with a partition, and mixed with the activated carbon support at a temperature of approximately 29 ° C for approximately 20 minutes.

Formaldeído (37%) (cerca de 1,604 g) foi adicionado ao béquer com divisória e misturado com a pasta fluida por aproximadamente 84 minutos a aproximadamente 29°C. A pasta fluida foi filtrada, e a massa umedecida foi então ressuspensa em água deionizada desgaseificada (90 g) e introduzida no béquer. O pH da pasta fluida resultante foi reduzido para cerca de 4 por adição de HCI 1M desgaseificado.Formaldehyde (37%) (about 1.604 g) was added to the partitioned beaker and mixed with the slurry for approximately 84 minutes at approximately 29 ° C. The slurry was filtered, and the moistened mass was then resuspended in degassed deionized water (90 g) and introduced into the beaker. The pH of the resulting slurry was reduced to about 4 by the addition of degassed 1M HCI.

O IQPtCU (aproximadamente 0,427 g) foi dissolvido em água desgaseificada (aproximadamente 20 g) para formar uma solução de platina que foi introduzida no béquer com divisória por um período de aproximadamente 3 minutos. A pasta fluida resultante foi misturada em condições ambiente (cerca de 22°C) por aproximadamente 30 minutos e em seguida, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 60°C, e depois misturado por aproximadamente mais 30 minutos.The IQPtCU (approximately 0.427 g) was dissolved in degassed water (approximately 20 g) to form a platinum solution that was introduced into the dividered beaker for a period of approximately 3 minutes. The resulting slurry was mixed under ambient conditions (about 22 ° C) for approximately 30 minutes and then heated to a temperature of approximately 60 ° C, and then mixed for approximately another 30 minutes.

A pasta fluida final foi filtrada e a massa umedecida foi lavada à quente duas vezes a 60°C pelo contato com água desgaseificada (aproximadamente 100g). A amostra resultante foi seca em forno a vácuo a aproximadamente 110°C por aproximadamente 12 horas com uma pequena corrente de nitrogênio.The final slurry was filtered and the wet mass was washed twice at 60 ° C by contact with degassed water (approximately 100g). The resulting sample was dried in a vacuum oven at approximately 110 ° C for approximately 12 hours with a small stream of nitrogen.

O precursor de catalisador foi então aquecido a temperaturas elevadas até cerca de 950°C na presença de uma corrente de hidrogênio/argônio (2%/98%, v/v) por aproximadamente 120 minutos.The catalyst precursor was then heated at elevated temperatures to about 950 ° C in the presence of a stream of hydrogen / argon (2% / 98%, v / v) for approximately 120 minutes.

A tabela 29 estabelece os resultados dos testes de reação de PMIDA, os dados de lixiviação de platina, e os dados de lixiviação de ferro para o catalisador finalizado.Table 29 sets out the results of the PMIDA reaction tests, the platinum leaching data, and the iron leaching data for the finished catalyst.

175175

Tabela 29Table 29

ο ο 1601,5 1601.5 45,07 45.07 33,9 33.9 0,217 0.217 5,443 5,443 00 o_ CO 00 O_ CO 2517 2517 5802 5802 0,068 0.068 0,247 0.247 CD CD 1920,4 1920.4 [44,92 [44.92 33,8 33.8 0,005 0.005 5,474 5,474 0,019 0.019 1876 1876 5780 5780 0,046 0.046 0,284 0.284 co co 1918,9 1918.9 44,42 44.42 ι 33,9 ι 33.9 l·- l · - 1995,9 1995.9 41,58 41.58 36,9 36.9 0,005 0.005 5,511 5.511 0,019 0.019 2105 2105 5567 5567 0,039 0.039 0,387 0.387 co co 1996,5 1996.5 42,33 42.33 34,9 34.9 m m 2010,9 2010.9 42,33 42.33 34,6 34.6 0,006 0.006 5,492 5,492 0,018 0.018 1905 1905 I 5234 I 5234 Ί 0,033 Ί 0.033 0,553 0.553 M · 2037,5 2037.5 42,17 42.17 33,9 33.9 co co 2048,7 2048.7 42,00 42.00 33,7 33.7 0,004 0.004 5,553 5.553 0,021 0.021 2057 2057 4945 4945 0,031 0.031 0,953 0.953 CM CM 2049,0 2049.0 43,50 43.50 32,6 32.6 - - 1916,9 1916.9 49,00 49.00 29,8 29.8 0,007 0.007 co r» LO co r » LO 0,051 0.051 2208 2208 4743 4743 0,023 0.023 16,930 16,930 Ciclo Cycle CO2 total (cc)Total CO 2 (cc) Ponto final(min) End point (min) Concentração máxima de CO2 (%)Maximum CO 2 concentration (%) PMIDA (%p) PMIDA (% p) Glifosato(%p) Glyphosate (% p) IDA(%p) IDA (% p) Q. α O CM ΞΕ O Q. α O CM ΞΕ O HCOOH(ppm) HCOOH (ppm) eT CL O. £ eT CL O. £ Fe(ppm) Fe (ppm)

176176

VIII. Protocolos de testeVIII. Test protocols

Exemplo 67: Protocolo AExample 67: Protocol A

O exemplo seguinte detalha a análise de quimissorção de CO usado para determinar as áreas superficiais de metal expostas de catalisadores preparados como descrito aqui. O método descrito neste exemplo é citado nesta especificação e nas reivindicações anexadas como Protocolo A.The following example details the CO chemisorption analysis used to determine the exposed metal surface areas of catalysts prepared as described here. The method described in this example is referred to in this specification and in the appended claims as Protocol A.

Este protocolo expõe uma única amostra de dois ciclos de quimissorção de CO sequenciais.This protocol exposes a single sample of two sequential CO chemisorption cycles.

O Ciclo 1 mede metal nobre inicial exposto em estado de valência zero. A amostra é desgaseificada à vácuo e tratada com oxigênio. Em seguida, o oxigênio residual não adsorvido é removido e, então, o catalisador é exposto ao CO. O volume de CO absorvido irreversivelmente é usado para calcular a densidade do sítio do metal nobre inicial (por exemplo, Pt°).Cycle 1 measures initial noble metal exposed in a state of zero valence. The sample is vacuum degassed and treated with oxygen. Then, the residual non-adsorbed oxygen is removed and then the catalyst is exposed to CO. The volume of CO irreversibly absorbed is used to calculate the density of the starting noble metal site (for example, Pt °).

O Ciclo 2 mede o total de metal nobre exposto. Sem perturbar a amostra após o ciclo 1, é novamente desgaseificado à vácuo e em seguida, tratado com fluxo de hidrogênio e, novamente, desgaseificado. Em seguida, a amostra é tratada com oxigênio. Finalmente, oxigênio residual não adsorvido é removido e então, o catalisador é novamente exposto ao CO. O volume de CO absorvido irreversivelmente é usado para calcular a densidade do sítio do metal nobre inicial total (por exemplo, Pt°). Vide, por exemplo, Webb et al. Analytical Methods in Fine Particle Technology, Micromerítics Instrument Corp., 1997, para uma descrição da análise de quimissorção. A preparação da amostra, incluindo a desgaseificação, é descrita, por exemplo, nas páginas 129-130,Cycle 2 measures the total exposed noble metal. Without disturbing the sample after cycle 1, it is again degassed under vacuum and then treated with a flow of hydrogen and again degassed. The sample is then treated with oxygen. Finally, residual non-adsorbed oxygen is removed and then the catalyst is exposed to CO again. The volume of CO irreversibly absorbed is used to calculate the density of the total starting noble metal site (for example, Pt °). See, for example, Webb et al. Analytical Methods in Fine Particle Technology, Micromerítics Instrument Corp., 1997, for a description of the chemisorption analysis. Sample preparation, including degassing, is described, for example, on pages 129-130,

Equipamentos:Equipment:

Micromeritics ASAP ~ Instrumento de quimissorção estática 2010 (Norcross, GA); Gases necessários: hidrogênio UHP; monóxido de carbono, hélio UHP; oxigênio (99,998%); fluxo de quartzo através do tubo de amostra com o haste de preenchimento, duas tampas, dois plugues de lã de quartzo, balança analítica.Micromeritics ASAP ~ Static chemisorption instrument 2010 (Norcross, GA); Required gases: UHP hydrogen; carbon monoxide, helium UHP; oxygen (99.998%); quartz flow through the sample tube with the filling rod, two caps, two quartz wool plugs, analytical balance.

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Preparação:Preparation:

Inserir o plugue de lã de quartzo livremente no fundo do tubo de amostra. Obter a tara do tubo de amostra com primeiro plugue de lã. Prépeso aproximadamente 0,25 gramas de amostra, em seguida, adicionar esta em cima do primeiro plugue de lã de quartzo. Medir com precisão o peso da amostra inicial. Inserir segundo plugue de lã de quartzo sobre a amostra e pressionar suavemente para baixo para manter contato com a massa da amostra, em seguida, adicionar a haste de preenchimento e inserir duas tampas. Medida de peso total (antes de desgasificar): Transferir tubo de amostra para desgasificar porta de instrumento, em seguida, fazer vácuo a <10 pg Hg durante o aquecimento sob vácuo a 150°C por cerca de 8-12 horas. Liberar o vácuo. Resfriar à temperatura ambiente e pesar novamente. Calcular a perda de peso e peso final desgaseificado (use esse peso nos cálculos).Insert the quartz wool plug freely into the bottom of the sample tube. Obtain the sample tube tare with the first wool plug. Preweight approximately 0.25 grams of sample, then add this on top of the first quartz wool plug. Accurately measure the weight of the initial sample. Insert a second plug of quartz wool over the sample and gently press down to maintain contact with the sample mass, then add the filling rod and insert two caps. Total weight measurement (before degassing): Transfer sample tube to degas instrument port, then vacuum at <10 pg Hg during heating under vacuum at 150 ° C for about 8-12 hours. Release the vacuum. Cool to room temperature and weigh again. Calculate weight loss and degassed final weight (use this weight in the calculations).

Ciclo 1:Cycle 1:

Segurar o tubo de amostra na porta do instrumento de quimissorção estático. Fluir hélio (aproximadamente 85 cm3/minute), à temperatura ambiente e pressão atmosférica através do tubo de amostra, em seguida, aquecer para 150°C a 5°C/minuto. Manter a 150°C por 30 minutos. Resfriar a 30°C.Hold the sample tube at the port of the static chemisorption instrument. Flow helium (approximately 85 cm 3 / minute) at room temperature and atmospheric pressure through the sample tube, then heat to 150 ° C to 5 ° C / minute. Keep at 150 ° C for 30 minutes. Cool to 30 ° C.

Esvaziar tubo de amostra para <10 gg Hg a 30°C. Manter a 30°C por 15 minutos. Fechar o tubo de amostra para bomba de vácuo e executar o teste de vazamento. Esvaziar o tubo de ensaio durante o aquecimento para 70°C a 5°C/min. Manter por 20 minutos a 70°C.Empty sample tube to <10 gg Hg at 30 ° C. Keep at 30 ° C for 15 minutes. Close the sample tube for the vacuum pump and perform the leak test. Empty the test tube while heating to 70 ° C to 5 ° C / min. Keep for 20 minutes at 70 ° C.

Fluir oxigênio (aproximadamente 75 cm3/minuto) através do tubo de amostra a 70°C e pressão atmosférica durante 50 minutos.Oxygen (approximately 75 cm3 / minute) flows through the sample tube at 70 ° C and atmospheric pressure for 50 minutes.

Esvaziar tubo de amostra a 70°C por 5 minutos.Empty sample tube at 70 ° C for 5 minutes.

Fluir hélio (aproximadamente 85 cm3/minuto) através do tubo de amostra em pressão atmosférica e aumento para 80°C a 5°C/minuto. Manter a 80°C por 15 minutos.Flow helium (approximately 85 cm3 / minute) through the sample tube at atmospheric pressure and increase to 80 ° C to 5 ° C / minute. Keep at 80 ° C for 15 minutes.

Esvaziar tubo de amostra a 80°C por 60 minutos e manter sob vácuo, a 80°C por 60 minutos. Resfriar tubo de amostra para 30°C eEmpty sample tube at 80 ° C for 60 minutes and keep under vacuum at 80 ° C for 60 minutes. Cool sample tube to 30 ° C and

178 continuar o esvaziamento a 30°C por 30 minutos. Fechar o tubo de amostra para bomba de vácuo e executar o teste de vazamento.178 continue emptying at 30 ° C for 30 minutes. Close the sample tube for the vacuum pump and perform the leak test.

Esvaziar tubo de amostra a 30°C por 30 minutos e manter sob vácuo a 30°C por 30 minutos.Empty sample tube at 30 ° C for 30 minutes and keep under vacuum at 30 ° C for 30 minutes.

Para uma primeira análise de CO, absorções de CO são medidas sob condições de quimissorção estática a 30°C e pressões de coletor iniciais de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 e 400 mm Hg (gauge) para determinar a quantidade total de CO adsorvido (ou seja, tanto quimissorvido quanto fisissorvido).For a first CO analysis, CO absorptions are measured under static chemisorption conditions at 30 ° C and initial collector pressures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400 mm Hg (gauge) to determine the total amount of CO adsorbed (that is, both chemisorpt and physisorbent).

Pressurizar o coletor à pressão de partida (por exemplo, 50 mmPressurize the collector to the starting pressure (for example, 50 mm

Hg). Abrir a válvula entre coletor e o tubo coletor de amostra permitindo o CO entrar em contato com a amostra no tubo de amostra. Permitir que a pressão no tubo de ensaio se equilibre. A redução na pressão da pressão de coletor inicial à pressão de equilíbrio no tubo de amostra indica o volume deHg). Open the valve between the collector and the sample collection tube allowing the CO to contact the sample in the sample tube. Allow the pressure in the test tube to equilibrate. The reduction in pressure from the initial collector pressure to the equilibrium pressure in the sample tube indicates the volume of

CO absorvido pela amostra.CO absorbed by the sample.

Fechar a válvula entre o coletor e o tubo de amostra e pressurizar o coletor à pressão inicial seguinte (por exemplo, 100 mm Hg). Abrir a válvula entre o coletor e o tubo de amostra e permitir o CO entrar em contato com a amostra no tubo de amostra. Permitir que a pressão no tubo de ensaio se equilibre para determinar o volume de absorção de CO pela amostra. Realizar para cada pressão de coletor inicial.Close the valve between the collector and the sample tube and pressurize the collector to the next initial pressure (for example, 100 mm Hg). Open the valve between the collector and the sample tube and allow the CO to contact the sample in the sample tube. Allow the pressure in the test tube to equilibrate to determine the volume of CO uptake by the sample. Perform for each initial collector pressure.

Esvaziar tubo de amostra a 30°C por 30 minutos.Empty sample tube at 30 ° C for 30 minutes.

Para uma segunda análise de CO, absorções de CO são medidas sob condições de quimissorção estática de 30°C e pressões de coletor iniciais de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 e 400 mm Hg (gauge), como descrito acima para a primeira análise de CO para determinar a quantidade total de CO fisissorvido.For a second CO analysis, CO absorptions are measured under static chemisorption conditions of 30 ° C and initial collector pressures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400 mm Hg (gauge), as described above for the first CO analysis to determine the total amount of CO

Ciclo 2:Cycle 2:

Após a segunda análise de CO do ciclo 1, fluir hélio (aproximadamente 85 cm3/minuto) a 30°C e pressão atmosférica através do tubo de amostra, em seguida, aquecer para 150°C a 5°C/minuto. Manter a 150°C por 30 minutos.After the second CO analysis of cycle 1, helium (approximately 85 cm 3 / minute) flow at 30 ° C and atmospheric pressure through the sample tube, then heat to 150 ° C at 5 ° C / minute. Keep at 150 ° C for 30 minutes.

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Resfriar para 30°C. Esvaziar tubo de amostra para <10 pg Hg aCool to 30 ° C. Empty sample tube to <10 pg Hg a

30°C por 15 minutos. Manter a 30°C por 15 minutos.30 ° C for 15 minutes. Keep at 30 ° C for 15 minutes.

Fechar o tubo de amostra para bomba de vácuo e executar o teste de vazamento.Close the sample tube for the vacuum pump and perform the leak test.

Esvaziar tubo de amostra a 30°C por 20 minutos.Empty sample tube at 30 ° C for 20 minutes.

Fluir hidrogênio (cerca de 150 cm3/minuto) através do tubo de amostra à pressão atmosférica durante aquecimento a 150°C a 10°C/min. Manter a 150°C por 15 minutos.Hydrogen (about 150 cm 3 / minute) flows through the sample tube at atmospheric pressure during heating to 150 ° C to 10 ° C / min. Keep at 150 ° C for 15 minutes.

Esvaziar tubo de amostra a 150°C por 60 minutos. Resfriar tubo de amostra para 70°C. Manter a 70°C por 15 minutos.Empty sample tube at 150 ° C for 60 minutes. Cool sample tube to 70 ° C. Keep at 70 ° C for 15 minutes.

Fluir oxigênio (aproximadamente 75 cm3/minuto) através do tubo de amostra em pressão atmosférica e 70°C por 50 minutos.Oxygen (approximately 75 cm 3 / minute) flows through the sample tube at atmospheric pressure and 70 ° C for 50 minutes.

Esvaziar tubo de amostra a 70°C por 5 minutos.Empty sample tube at 70 ° C for 5 minutes.

Fluir hélio (aproximadamente 85 cm3/minuto) através do tubo de amostra em pressão atmosférica e aumentar a temperatura para 80°C a 5°C/minuto. Manter a 80°C por 15 minutos. Esvaziar tubo de amostra a 80°C por 60 minutos. Manter sob vácuo, a 80°C por 60 minutos.Flow helium (approximately 85 cm 3 / minute) through the sample tube at atmospheric pressure and increase the temperature to 80 ° C to 5 ° C / minute. Keep at 80 ° C for 15 minutes. Empty sample tube at 80 ° C for 60 minutes. Keep under vacuum, at 80 ° C for 60 minutes.

Resfriar tubo de amostra para 30°C e continuar o esvaziamento a 30°C por 30 minutos. Fechar o tubo de amostra para bomba de vácuo e executar o teste de vazamento.Cool sample tube to 30 ° C and continue emptying to 30 ° C for 30 minutes. Close the sample tube for the vacuum pump and perform the leak test.

Esvaziar o tubo de amostra a 30°C por 30 minutos e manter por minutos.Empty the sample tube at 30 ° C for 30 minutes and keep for minutes.

Para uma primeira análise de CO, absorções de CO são medidas sob condições quimissorção de estática a 30°C e pressões de coletor iniciais de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 e 400 mm Hg (gauge) para determinar a quantidade total de CO adsorvido (ou seja, ambos quimissorvido e fisissorvido).For a first CO analysis, CO absorptions are measured under static chemisorption conditions at 30 ° C and initial collector pressures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400 mm Hg (gauge) to determine the total amount of CO adsorbed (that is, both chemisorpt and physisorbent).

Pressurizar o coletor à pressão inicial (por exemplo, 50 mm Hg). Abrir a válvula entre o coletor e o tubo de amostra e permitindo o CO entrar em contato com a amostra no tubo de amostra. Permitir que a pressão no tubo de ensaio se equilibre. A redução na pressão da pressão de coletor inicial à pressão de equilíbrio no tubo de amostra indica o volume dePressurize the collector at the initial pressure (for example, 50 mm Hg). Open the valve between the collector and the sample tube and allowing the CO to contact the sample in the sample tube. Allow the pressure in the test tube to equilibrate. The reduction in pressure from the initial collector pressure to the equilibrium pressure in the sample tube indicates the volume of

180 absorção de CO pela amostra.180 absorption of CO by the sample.

Fechar a válvula entre o coletor e o tubo de amostra e pressurizar o coletor à pressão inicial seguinte (por exemplo, 100 mm Hg). Abrir a válvula entre o coletor e o tubo de amostra permitindo o CO a entrar em contato com a amostra no tubo de amostra. Permitir que a pressão no tubo de ensaio se equilibre para determinar o volume de absorção de CO pela amostra. Realizar para cada pressão de coletor inicial.Close the valve between the collector and the sample tube and pressurize the collector to the next initial pressure (for example, 100 mm Hg). Open the valve between the collector and the sample tube allowing the CO to come into contact with the sample in the sample tube. Allow the pressure in the test tube to equilibrate to determine the volume of CO uptake by the sample. Perform for each initial collector pressure.

Esvaziar tubo de amostra a 30°C por 30 minutos.Empty sample tube at 30 ° C for 30 minutes.

Para uma segunda análise de CO, absorções de CO são medidas sob condições de quimissorção estática a 30°C e pressões de coletor iniciais de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 e 400 mm Hg (gauge), como descrito acima para a primeira análise de co para determinar a quantidade total de CO fisissorvido.For a second CO analysis, CO absorptions are measured under static chemisorption conditions at 30 ° C and initial collector pressures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400 mm Hg (gauge), as described above for the first co analysis to determine the total amount of CO

Cálculos:Calculations:

Plotar a primeira e a segunda linha de análise em cada ciclo: volume de CO fisissorvido e quimissorvido (primeira análise) e volume de CO fisissorvido (segunda análise) (cm3/g em STP) versus pressão alvo de CO (mm Hg). Plotar a diferença entre a primeira e a segunda linha de análise em cada pressão alvo de CO. Extrapolar a linha de diferença para a sua interseção com o eixo-Y. No ciclo 1, Pt0 exposto total (pmol CO/g) = interseção-Y de linha de diferença /22,414 X 1000, No ciclo 2, Pt exposto total (pmol CO/g) = interseção-Y de linha de diferença /22,414 X 1000, Exemplo 68 (Microscopia): Protocolo BPlot the first and the second line of analysis in each cycle: volume of CO-phytorid and chemo-livid (first analysis) and volume of CO-phytorid (second analysis) (cm 3 / g in STP) versus target CO pressure (mm Hg). Plot the difference between the first and second lines of analysis at each target CO pressure. Extrapolate the difference line to its intersection with the Y-axis. In cycle 1, Pt 0 total exposed (pmol CO / g) = Y-intersection of difference line / 22,414 X 1000, In cycle 2, Pt total exposed (pmol CO / g) = Y-intersection of difference line / 22,414 X 1000, Example 68 (Microscopy): Protocol B

Este Exemplo detalha análises de microscopia de amostras de catalisador da presente invenção.This Example details microscopy analyzes of catalyst samples of the present invention.

Micrografia Eletrônica de Alta Resolução (HREM):High Resolution Electron Micrograph (HREM):

HREM para diferentes amostras de catalisador foram geradas usando - se um microscópio eletrônico de transmissão (TEM) com canhão de emissão por campo (FEG) Jeol 2100 operado a uma tensão de aceleração de 200 keV. As amostras foram colocadas no recipiente tal como eram, sem interferência de carbono (ou seja, as amostras não foram microtomadas e incorporadas em um material com produto orgânico, comoHREM for different catalyst samples were generated using a transmission electron microscope (TEM) with field emission gun (FEG) Jeol 2100 operated at an acceleration voltage of 200 keV. The samples were placed in the container as they were, without carbon interference (that is, the samples were not microtome and incorporated in a material with organic product, such as

181 um epóxido), e sob condições de anéis de zonas reticulares identificadas.181 an epoxide), and under ring conditions of identified reticular zones.

Medidas de Camada Atômica:Atomic Layer Measurements:

Espaçamentos d reticulares de partículas do catalisador identificados por TEM foram medidos. Estas medidas foram calibradas com base em espaçamento d conhecido (3,84 A) de silício monocristalino (110), que também foi analisado através do TEM-FEG (Jeol 2100) com a mesma ampliação e tensão de aceleração (200 KeV). As medições foram registradas e analisadas utilizando o software Digital Micrograph. O número de camadas atômicas de platina para as partículas analisadas foi determinado com base no número de anéis de zona reticular repetidos, observados na micrografia HREM.Lattice spacing of catalyst particles identified by TEM was measured. These measurements were calibrated based on known spacing (3.84 A) of monocrystalline silicon (110), which was also analyzed using TEM-FEG (Jeol 2100) with the same magnification and acceleration voltage (200 KeV). The measurements were recorded and analyzed using the Digital Micrograph software. The number of platinum atomic layers for the analyzed particles was determined based on the number of repeated reticular zone rings, observed in the HREM micrograph.

Análise de Varredura em linha:Inline Scan Analysis:

A Análise de varredura em linha com espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDX), foi conduzida utilizando o TEM-FEG (Jeol 2100) operado em modo de microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM). O tamanho da sonda foi de 1 nm.In-line scanning analysis with dispersive energy X-ray spectroscopy (EDX), was conducted using TEM-FEG (Jeol 2100) operated in scanning transmission electron microscopy (STEM) mode. The probe size was 1 nm.

A Análise de varredura em linha com espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS) foi conduzida utilizando o TEM-FEG (Jeol 2100) operado em modo (STEM) com um tamanho de sonda de 0,5 nm. Exemplo 69 (Difração de Raios X)In-line scanning analysis with electron energy loss spectroscopy (EELS) was conducted using TEM-FEG (Jeol 2100) operated in (STEM) mode with a probe size of 0.5 nm. Example 69 (X-ray diffraction)

Este exemplo detalha o método utilizado para análises de Difração de Raios X (XRD) dos resultados aqui relatados. Amostras em pó (menos que aproximadamente 0,2 g) foram compactados utilizando uma prensa de péletes para formar péletes de amostra para análise. O pélete de amostra foi colocado em um recipiente de amostra de plástico para análise em um Difratômetro Bruker D8 Discover.This example details the method used for X-Ray Diffraction (XRD) analysis of the results reported here. Powder samples (less than approximately 0.2 g) were compacted using a pellet press to form sample pellets for analysis. The sample pellet was placed in a plastic sample container for analysis on a Bruker D8 Discover Diffractometer.

Radiação CukGX (DCunÇ^ 1,5418 Á) foi produzido em um tubo de cobre fechado em 40 kV e 40 mA. Antes do experimento, uma amostra de corundum foi usada para ajustar qualquer distorção de pico.CukGX radiation (DCunÇ ^ 1.5418 Á) was produced in a closed copper tube at 40 kV and 40 mA. Before the experiment, a corundum sample was used to adjust for any peak distortion.

O recipiente da amostra foi colocado no estágio XYZ e analisado no modo de varredura acoplado travado; o canhão e os ângulos do detector foram mantidos no mesmo valor (ou seja, Θ-ι = Θ 2). Dados de difração deThe sample container was placed in the XYZ stage and analyzed in the locked coupled scan mode; the cannon and the detector angles were kept at the same value (ie, Θ-ι = Θ 2 ). Diffraction data

182 raios X (XRD) foram coletados usando-se um Detector sensível à posição182 X-rays (XRD) were collected using a position sensitive detector

LynxEye® (PSD), que é 103 vezes mais sensível que a XRD regular. Para cada amostra, um espectro de XRD foi coletado dentro do domínio 2Θ de 090°Com um tamanho de etapa de 0,02° e um tempo de coleta total de aproximadamente 3 horas.LynxEye® (PSD), which is 10 3 times more sensitive than regular XRD. For each sample, an XRD spectrum was collected within the 2Θ domain of 090 ° with a step size of 0.02 ° and a total collection time of approximately 3 hours.

Exemplo 70 (Análise de Área Superficial e Volume de Poros)Example 70 (Surface Area and Pore Volume Analysis)

Diversos suportes impregnados de metal e catalisadores foram geralmente analisados para determinar dados de área superficial e Volume de Poros conforme relatado aqui usando um analisador Micromeritics 2010 Micropore com um transdutor de um Torr e um Sistema de Porosimetria e Área superficial acelerada Micromeritics 2020 também com um transdutor de um Torr. Estes métodos de análise são descritas, por exemplo, em Analytical Methods in fine Particle Technology, Primeira Edição, 1997, Micromeritics Instrument Corp, Atlanta, Geórgia (EUA), e em Principies and Practice of Heterogeneous Catalysis, 1997, Editores VCH, Inc, de Nova York, NY (EUA).Several metal impregnated supports and catalysts have generally been analyzed to determine surface area and pore volume data as reported here using a Micromeritics 2010 Micropore analyzer with a Torr transducer and a Micromeritics 2020 Accelerated Surface and Porosimetry System also with a transducer of a Torr. These analysis methods are described, for example, in Analytical Methods in fine Particle Technology, First Edition, 1997, Micromeritics Instrument Corp, Atlanta, Georgia (USA), and in Principies and Practice of Heterogeneous Catalysis, 1997, VCH Editors, Inc, from New York, NY (USA).

A presente invenção não se limita às modalidades acima e pode ser diversamente modificada. A descrição das modalidades preferidas acima, incluindo os exemplos, destina-se apenas para informar a outros versados na técnica da invenção, seus princípios e suas aplicações práticas, assim outros versados na técnica podem adaptar e aplicar a invenção em suas numerosas formas, bem como podem ser melhores adaptadas às necessidades de um uso particular.The present invention is not limited to the above modalities and can be modified differently. The description of the preferred embodiments above, including the examples, is intended only to inform others skilled in the art of the invention, its principles and practical applications, so that others skilled in the art can adapt and apply the invention in its numerous forms, as well as can be better adapted to the needs of a particular use.

Com referência ao uso da(s) palavra(s) compreende ou compreendem ou compreendendo nesta especificação inteira (incluindo as reivindicações abaixo), a menos que o contexto exija de outra forma, essas palavras são usadas, com base e clara compreensão de que elas são interpretadas, inclusive, não exclusivamente, e os requerentes pretendem que cada uma dessas palavras seja interpretada de modo a explicar esta especificação inteira.With reference to the use of the word (s) comprise or understand or comprise in this entire specification (including the claims below), unless the context otherwise requires, these words are used, on the basis and clear understanding that they they are even interpreted, not exclusively, and applicants intend that each of these words be interpreted in order to explain this entire specification.

Ao introduzir os elementos da presente invenção ou da(s) modalidade(s) preferida(s) da mesma, os artigos um(s), uma(s), a(s),When introducing the elements of the present invention or of the preferred embodiment (s) thereof, articles one (s), one (s), the (s),

183 o(s) e referido(a)(s) destinam-se a dizer que há um ou mais dos elementos. Os termos compreendendo, incluindo e tendo destinam-se a ser inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais para além dos elementos listados.183 the aforementioned (s) are intended to say that there is one or more of the elements. The terms comprising, including and having are intended to be inclusive and mean that there may be additional elements in addition to the elements listed.

Em face do exposto, vê-se que os vários objetos da invenção são alcançados e outros resultados favoráveis são obtidos.In view of the above, it is seen that the various objects of the invention are achieved and other favorable results are obtained.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES 1. Catalisador de oxidação, caracterizado pelo fato de que compreende um suporte de partículas de carbono, um primeiro metal selecionado do grupo consistindo de cobalto, cobre, ferro, e combinações dos mes5 mos, e platina, tendo o suporte, na sua superfície, partículas que incluem o primeiro metal e platina, em que:1. Oxidation catalyst, characterized by the fact that it comprises a support of carbon particles, a first metal selected from the group consisting of cobalt, copper, iron, and combinations of the same, and platinum, with the support on its surface, particles that include the first metal and platinum, where: a distribuição da platina dentro de pelo menos uma das partículas citadas, conforme tipificado pela análise de varredura em linha EDX, produz um sinal da platina que varia em não mais do que 25% em uma regiãothe distribution of platinum within at least one of the cited particles, as typified by the EDX in-line scan analysis, produces a platinum signal that varies by no more than 25% in a region 10 de varredura que tem uma dimensão de pelo menos 70% da dimensão maior de pelo menos uma partícula e em que as partículas contendo o primeiro metal e platina na superfície do suporte de carbono compreendem um núcleo que compreende um primeiro metal e um invólucro pelo menos parcialmente ao redor do núcleo e que compreende platina, tendo o invólucro umaScanning 10 which has a dimension of at least 70% of the largest dimension of at least one particle and wherein the particles containing the first metal and platinum on the surface of the carbon support comprise a core comprising a first metal and a shell at least partially around the core and comprising platinum, the casing having a 15 espessura não superior a três átomos de platina.15 thickness not exceeding three platinum atoms. 2. Catalisador de oxidação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal da platina varia em não mais do que 20% em toda a região de varredura.2. Oxidation catalyst according to claim 1, characterized by the fact that the platinum signal varies by no more than 20% over the entire scanning region. 3. Catalisador de oxidação de acordo com a reivindicação 1 ouOxidation catalyst according to claim 1 or 20 2, caracterizado pelo fato de que o sinal da platina varia em não mais do que20 2, characterized by the fact that the sign of the platinum varies in no more than 20% através de uma região de varredura tendo uma dimensão que é pelo menos 60% da maior dimensão da pelo menos uma partícula.20% through a scanning region having a dimension that is at least 60% of the largest dimension of the at least one particle. 4. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sinal da platina varia4. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the platinum signal varies 25 em não mais do que 15% através de uma região de varredura tendo uma dimensão que é pelo menos 50% da maior dimensão da pelo menos uma partícula.25 in no more than 15% across a scanning region having a dimension that is at least 50% of the largest dimension of the at least one particle. 5. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a razão atômica da pla30 tina para o primeiro metal da pelo menos uma partícula é menor do que 1:1.Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the atomic ratio of the planin to the first metal of the at least one particle is less than 1: 1. 6. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma partí6. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that at least one part Petição 870180000369, de 03/01/2018, pág. 6/14 cula tem uma dimensão maior do que pelo menos 6 nm.Petition 870180000369, of 01/03/2018, p. 6/14 cell has a dimension greater than at least 6 nm. 7. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma partícula constitui pelo menos 1% das partículas de metal na superfície do supor5 te de carbono.Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one particle constitutes at least 1% of the metal particles on the surface of the carbon carrier. 8. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a distribuição do primeiro metal da pelo menos uma partícula de metal, como tipificado pela análise de varredura em linha EDX, produz um sinal de primeiro metal, a razão doOxidation catalyst according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the distribution of the first metal from at least one metal particle, as typified by the EDX in-line scan analysis, produces a first metal signal , the reason for 10 sinal máximo de primeiro metal para o sinal máximo de platina em toda a região de varredura sendo de pelo menos 1.5:1.10 maximum first metal signal for maximum platinum signal across the entire scan region being at least 1.5: 1. 9. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a análise de varredura em linha EDX é realizada utilizando um microscópio eletrônico de transmis15 são operado no modo microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM).9. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that the EDX in-line scan analysis is performed using a transmission electron microscope15 are operated in the scanning transmission electron microscopy (STEM) mode. 10. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o suporte de carbono particulado é um suporte de carbono poroso, o catalisador compreendendoOxidation catalyst according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the particulate carbon support is a porous carbon support, the catalyst comprising 20 uma ou mais regiões de primeiro metal na superfície do suporte de carbono e uma ou mais regiões de platina na superfície de uma ou mais regiões de primeiro metal, em que o primeiro metal tem uma eletropositividade maior do que a eletropositividade da platina, em que o catalisador de oxidação é preparado por um processo que compreende o contato do suporte de carbono20 one or more regions of first metal on the surface of the carbon support and one or more regions of platinum on the surface of one or more regions of first metal, where the first metal has a greater electropositivity than the electropositivity of platinum, where the oxidation catalyst is prepared by a process that comprises contacting the carbon support 25 tendo uma ou mais regiões de primeiro metal na sua superfície com um banho de deposição de platina compreendendo íons de platina, com isso depositando a platina por deslocamento do primeiro metal a partir de uma ou mais das referidas regiões, e a razão em peso da platina para o primeiro metal é de pelo menos 0,25:1.25 having one or more regions of first metal on its surface with a platinum deposition bath comprising platinum ions, thereby depositing the platinum by displacing the first metal from one or more of said regions, and the weight ratio of platinum for the first metal is at least 0.25: 1. 3030 11. Catalisador de oxidação, caracterizado pelo fato de que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal selecionado do grupo consistindo de cobalto, cobre, ferro, e combinações dos11. Oxidation catalyst, characterized by the fact that it comprises a particulate carbon support, a first metal selected from the group consisting of cobalt, copper, iron, and combinations of Petição 870180000369, de 03/01/2018, pág. 7/14 mesmos, e platina, o suporte tendo na sua superfície partículas de metal compreendendo o primeiro metal e platina, em que:Petition 870180000369, of 01/03/2018, p. 7/14 same, and platinum, the support having on its surface metal particles comprising the first metal and platinum, in which: as partículas de metal compreendem um núcleo que compreende o primeiro metal e um invólucro, pelo menos parcialmente em torno dothe metal particles comprise a core comprising the first metal and a shell, at least partially around the 5 núcleo, e que compreende a platina, em que pelo menos 70% da platina está presente no interior do invólucro de partícula, tendo o invólucro uma espessura não superior a três átomos de platina.5, and which comprises platinum, in which at least 70% of the platinum is present within the particle shell, the shell having a thickness not exceeding three platinum atoms. 12. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro metal é fer10 ro.Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the first metal is ferrous. 13. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro metal constitui pelo menos 1% por peso do catalisador, ou de 1% a 10% por peso do catalisador.Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the first metal constitutes at least 1% by weight of the catalyst, or from 1% to 10% by weight of the catalyst. 15 14. Catalisador de oxidação, caracterizado pelo fato de que compreende um suporte de carbono particulado, um primeiro metal, e platina, em que o primeiro metal é cobre, o suporte tendo na sua superfície de metal partículas compreendendo platina e cobre, em que o percentual de átomo da platina na superfície das partículas é de pelo menos 40% e em14. Oxidation catalyst, characterized by the fact that it comprises a particulate carbon support, a first metal, and platinum, in which the first metal is copper, the support having on its metal surface particles comprising platinum and copper, in which the percentage of platinum atom on the surface of the particles is at least 40% and in 20 que as partículas de metal compreendendo platina e cobre na superfície do suporte de carbono compreendem um núcleo que compreende cobre e um invólucro pelo menos parcialmente envolvendo o núcleo e compreendendo platina, tendo o invólucro uma espessura não superior a três átomos de platina.20 that the metal particles comprising platinum and copper on the surface of the carbon support comprise a core comprising copper and a shell at least partially surrounding the core and comprising platinum, the shell having a thickness of not more than three platinum atoms. 25 15. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que q platina constitui pelo menos 1% em peso do catalisador.15. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 14, characterized in that q platinum constitutes at least 1% by weight of the catalyst. 16. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a platina constitui de16. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 14, characterized by the fact that the platinum constitutes 30 3% a 6% em peso do catalisador.30 3% to 6% by weight of the catalyst. 17. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9 ou 14, caracterizado pelo fato de que pelo menos 10%17. Oxidation catalyst according to any one of claims 1 to 9 or 14, characterized by the fact that at least 10% Petição 870180000369, de 03/01/2018, pág. 8/14 da platina está presente dentro do invólucro das partículas de metal.Petition 870180000369, of 01/03/2018, p. 8/14 of the platinum is present within the metal particle casing. 18. Catalisador de oxidação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9 ou 11, caracterizado pelo fato de que o percentual de átomo da platina na superfície das partículas contendo o primeiro metal e a platina na superfície do suporte de carbono é de pelo menos 2%.18. Oxidation catalyst according to any of claims 1 to 9 or 11, characterized in that the percentage of platinum atom on the surface of the particles containing the first metal and the platinum on the surface of the carbon support is at least 2%. 19. Processo para a oxidação de um substrato selecionado do grupo consistindo em ácido N-(fosfonometil) iminodiacético ou um sal do mesmo, formaldeído, e ácido fórmico, caracterizado pelo fato de que compreende:19. Process for the oxidation of a substrate selected from the group consisting of iminodiacetic N- (phosphonomethyl) acid or a salt thereof, formaldehyde, and formic acid, characterized by the fact that it comprises: contatar o substrato com um agente oxidante na presença do catalisador de oxidação como definido em qualquer uma das reivindicações 1 acontacting the substrate with an oxidizing agent in the presence of the oxidation catalyst as defined in any one of claims 1 to 18.18. 20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o substrato é o ácido N-(fosfonometil) iminodiacético ou um sal do mesmo.20. Process according to claim 19, characterized by the fact that the substrate is iminodiacetic N- (phosphonomethyl) acid or a salt thereof. 21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o referido catalisador de oxidação é eficaz para a oxidação de subproduto de formaldeído e/ou ácido fórmico produzido na oxidação do ácido N-(fosfonometil) iminodiacético ou um sal do mesmo.21. Process according to claim 20, characterized in that said oxidation catalyst is effective for the oxidation of by-product of formaldehyde and / or formic acid produced in the oxidation of iminodiacetic N- (phosphonomethyl) acid or a salt thereof . Petição 870180000369, de 03/01/2018, pág. 9/14Petition 870180000369, of 01/03/2018, p. 9/14 1/931/93
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