Hydrodechlorination of chlorinated organic wastes over pd supported mixed oxide catalysts

Abstract

Environmental pollution by polychlorinated chlorinated organic wastes is of great concern. Catalytic hydrodechlorination is considered clean and efficient methodology for safe disposal of chlorinated organic wastes. This work aims at studying the catalytic hydrodechlorination reaction for the removal of environmentally polluting chlorinated organic wastes: 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-TCB) and Trichloroethylene (TCE). The research has focused on evaluation of the activity, selectivity and stability of newly synthesized Pd based catalysts for hydrodechlorination of 1,2,4-trichlorobenzene and trichloroethylene. The first part, related to the HDC of 1,2,4-TCB, is to obtain active and stable catalyst for the hydrodechlorination of C-Cl bond of aromatic compounds to non chlorinated organic aromatic compound (benzene). While the second part aims at obtaining catalysts that allow high selectivity to ethylene formation during the HDC Trichloroethylene. Pd based hydrotalcite derived mixed oxides with different surface property were explored as catalysts for hydrodechlorination reaction. In addition, bimetallic and monometallic heterogeneous catalytic systems were investigated for selective hydrodechlorination reaction. Detailed characterization of the active centers of the newly synthesized catalysts by different techniques was achieved. This work presents original ideas, which could find a practical application, for the treatment of organo-halogenated pollutants.

La contaminación ambiental mediante compuestos policlorados aromáticos y alifáticos es de gran preocupación. La reacción de hidrodecloración catalítica selectiva (HDC) se presenta como una nueva tecnología eficaz para una eliminación segura de estos tipos de compuestos orgánicos clorados. Es por ello, que este trabajo de investigación se ha enfocado en el estudio de nuevos catalizadores activos, selectivos y estables en diferentes reacciones de hidrodecloración de dos familias de compuestos orgánicos clorados: 1,2,4-triclorobenceno (1,2,4-TCB-compuestos aromáticos clorados) y el tricloroetileno (representativo de un compuesto clorado alifático). La primera parte de la tesis relacionadas con el HDC de 1,2,4-TCB, tiene como objetivo la obtención de catalizadores activos y estables para la hidrogenación del enlace C-Cl en compuestos aromáticos y la obtención final del compuesto aromático orgánico declorado. Mientras que la segunda parte tiene por objeto la obtención de catalizadores que permitan una gran selectividad a etileno y no hacia etano (hidrogenación profunda del tricloroetileno) durante la HDC de tricloroetileno. Por otra parte se ha realizado un estudio profundo en la síntesis de estos nuevos catalizadores, así como en la caracterización de los centros activos de dichos catalizadores, para su correlación con la actividad, selectividad y estabilidad de dichos catalizadores. Presenta ideas originales, lo que podría encontrar una aplicación práctica, para el tratamiento de compuestos órgano-halogenados contaminantes.