Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 23, N° 1, pp. 49–66, 2008 49 RELACIÓN ENTRE EL ESTADO DE OXIDACIÓN, LA ACTIVIDAD Y LA SELECTIVIDAD DE CATALIZADORES A BASE DE VMgO EN LA DHOX DE n-BUTANO Recibido: noviembre de 2006 Recibido en forma final revisado: marzo de 2008 JOSÉ PAPA 1,2 , JOAQUÍN BRITO 2 , LEIDY LÓPEZ 1 , GONZALO CORREA 1 1+ Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química. 2 Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, IVIC. e-mail: jpapa@reacciun.ve RESUMEN Se estudió la Deshidrogenación Oxidativa (DHOX) de n-butano en forma aeróbica y anaeróbica sobre cuatro catalizadores a base de una mezcla de Óxido de Vanadio y Magnesio (VMgO) con una relación Mg/V=4. Los resultados experimentales obtenidos soportados con las técnicas de caracterización utilizadas (DRX, XPS, BET, ATG y Absorción atómica), permitieron verificar la reproducibilidad en la preparación de los catalizadores, que la actividad y la selectividad dependen del estado de oxidación de los mismos, que durante el proceso de reacción se producen cambios superficiales de cristalinidad, y que la actividad se puede recuperar en su totalidad al re-oxidarlos. La fase activa dominante, formada sobre todos por los catalizadores preparados, fue el orto-vanadato de magnesio y se encontró que en los catalizadores sin usar el único estado de oxidación presente para el vanadio fue V +5 . Operando bajo condiciones anaeróbicas se detectó la presencia del estado de oxidación V +4 con una relación V +4 /V +5 que aumenta con el grado de reducción alcanzado, el cual en este trabajo nunca llegó al nivel de producir V +3 . Además, operando en presencia de oxígeno molecular sólo se observaron especies de V +5 . La presencia de un segundo soporte (sílica o α-alúmina) no tuvo influencia sobre las especies de vanadio presentes, pero se comprobó que promueven la estabilidad de los productos de quimisorción de CO 2 , que aumentan la dispersión de las especies y que reducen la selectividad hacia los productos deseados. Palabras Clave: Deshidrogenación oxidativa, n-Butano, Vanadio, Magnesio, Alúmina, Silice, XPS. RELATIONSHIP BETWEEN THE STATE OF OXIDATION, THE ACTIVITY AND SELECTIVITY OF CATALYSTS BASED ON VMgO FOR THE ODH OF n-BUTANE ABSTRACT The Oxidative Dehydrogenation (ODH) of n-butane was studied under aerobic and anaerobic conditions on four catalysts based on a mixture of Vanadium and Magnesium Oxides (VMgO) with an atomic ratio Mg/V=4. The experimental results supported by the characterization techniques used (DRX, XPS, BET, TGA and Atomic Adsorption) made it possible to verify the reproducibility of the catalysts preparation method and to determine that activity and selectivity is a function of the catalysts oxidation state, that during the reaction process surface crystallinity changes are taking place, and that activity can be fully recovered by the catalyst re-oxidation. The main active phase formed on all the prepared catalysts was magnesium ortho-vanadate and it was found that the unique oxidation state of vanadium present in fresh catalysts was V +5 . Working under anaerobic conditions it was detected the formation of the V +4 oxidation state and it was found that the ratio V +4 /V +5 is a function of the catalyst reduction degree, which in our case never reached the level of producing V +3 . In the presence of molecular oxygen only V +5 was observed. The presence of a second support (silica or á-alumina) had no effect on the vanadium species formed, but it was found that it promotes the stability of products formed by chemisorption of CO 2 , that it increases the dispersion of species formed and that it decreases the selectivity toward desired products. Keywords: Oxidative dehydrogenation, n-Butane, Vanadium, Magnesium, Alumina, Silica, XPS.