Estudio de Catalizadores Pd-Cu, Pd- In y Pd-Co para la Eliminación de Nitratos en Agua

F.A.MARCHESINI, C.NEYERTZ, C.QUERINI, E.MIRO

Santiago del estero

Congreso; XIV CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUIMICA y QUÍMICA INORGÁNICA; 2005

La contaminación del agua es una de las preocupaciones mundiales mas importantes en la actualidad. Los nitratos son los principales contaminantes a causa de la utilización excesiva de fertilizantes nitrogenados. Debido a que estos compuestos generan metahemoglobimenia en infantes y contribuirían en la formación de nitrosaminas posibles causales de cáncer, se han introducido máximos admisibles de concentración en agua potable (10ppm NO3-N según USEPA). Uno de los tratamientos económica y ecológicamente mas prometedor para su eliminación es la reducción catalítica, ya que produce su descomposición a N2 y evita la concentración de contaminantes. Dentro de los catalizadores utilizados en la reducción de nitratos, es conocida la actividad catalítica del sistema Pd-Cu. De acuerdo a Gauthard et al. [1], los catalizadores mas activos son aquellos con una relación molar Pd:Cu de 2:1. En consecuencia, se decidió estudiar muestras de Pd-Cu, Pd-In y Pd-Co con esta relación y una concentración constante de paladio de 1.5%. Las mismas se prepararon por impregnación húmeda utilizando Al2O3 como soporte (área BET de 200 m2/g), con una composición nominal de 1.5%Pd-0.5%Cu/Al2O3, 1.5%Pd-0.9%In/Al2O3 y 1.5%Pd-0.46%Co/Al2O3. Primeramente, se fija el paladio al soporte con una solución acuosa de PdCl2, se seca a 120ºC y se reduce a 400ºC por 2 h en flujo de H2. Posteriormente, se fija el promotor sobre el catalizador monometálico de paladio utilizando como precursores Cu(NO3)2 . 3H2O, In2O3 y Co(C2H3O2) . 4H2O. Las muestras impregnadas se secan a 120ºC, se calcinan en flujo de aire a 500ºC por 3 h y luego se activan en flujo de H2 durante 2 h a 400ºC. Estas muestras fueron comparadas con los respectivos catalizadores monometálicos preparados de igual forma: 1.5%Pd/Al2O3, 0.5%Cu/Al2O3, 0.9%In/Al2O3 y 0.46%Co/Al2O3 (concentración nominal). Todas las muestras fueron caracterizadas por Reducción a Temperatura Programada (TPR), Quimisorción de H2, espectroscopía FTIR y Raman. Los resultados obtenidos en caracterización para los catalizadores binarios indican la presencia de interacción paladio-promotor, cuando se comparan con las respectivas muestras monometálicas. Dicha interacción podría deberse a la secuencia de impregnación en el método de preparación empleado para los catalizadores binarios. Esta mejoraría la actividad de los mismos, ya que se presupone que la reducción de los nitratos a nitritos se realiza sobre los sitios activos Pd-Me, y que los mismos se recuperan a través del hidrógeno quimisorbido sobre las partículas de paladio vecinas. Por otra parte, las partículas de paladio también favorecerían la reducción de los nitritos a N2 [2, 3]. [1] F. Gauthard, F. Epron y J. Barbier, J. Catal., 220 (2003) 182. [2] Y. Chen, Y. Zhang y G. Chen, Wat. Res.,37 (2003) 2489. [3] A. Pintar, J. Batista, J. Levec y T. Kajiuchi, App. Catal. B, 11 (1996) 81