Remoción de NOx y hollín provenientes de gases de escape de motores diesel. Uso de catalizadores Co,Ba,K/ZrO2

E. BANÚS; M.A. ULLA; E.E. MIRÓ; V.G. MILT

Termas de Rio Hondo

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Los principales contaminantes de los gases de escapes de motores diesel son los NOx y el Hollín. El objetivo del presente trabajo es el estudio del sistema CoBaK/ZrO2, para la remoción simultánea del Hollín y los NOx. Los catalizadores fueron preparados por el método de impregnación húmeda y se calcinaron por 2 horas a 500ºC en corriente de aire. Los porcentajes en peso de los diferentes metales fueron de 12% para el Co, 16% para el Ba y 7% para el K. Se prepararon los sólidos Co,Ba,K/ZrO2; Ba,K/ZrO2; Co,Ba/ZrO2 y Ba/ZrO2. Se estudiaron los diferentes catalizadores como trampa de NOx, este estudio se realizó en una microbalanza Cahn 2000, para ello se puso en contacto la trampa con una corriente de NO (4%) y O2 (18%) balance de helio, primeramente se calentó hasta los 490ºC, temperatura que se mantuvo durante 10 minutos, luego de lo cual se dejó enfriar hasta los 70ºC en la misma atmósfera y entonces se empezó a calentar en atmósfera de helio y a 5ºC/min hasta los 490ºC, temperatura que se mantuvo por el lapso de 10 minutos. A lo largo de todo el tratamiento se fue registrando la variación del peso de la trampa en función del tiempo. De estos estudios se pudo observar que el soporte (ZrO2) posee propiedades de adsorción de NOx a bajas temperaturas (70ºC), pero desorbe todo lo adsorbido durante el calentamiento tanto en atmósfera oxidante como en atmósfera inerte. Por FTIR no se observan diferencias entre el soporte antes de este tratamiento y el soporte luego de dicho tratamiento. Pero analizando el espectro del soporte que se saturó en atmósfera de NO (4%) y O2 (18%) a 70ºC, se observa una fuerte señal a 1385 cm-1, que indica la presencia de especies nitrato. La trampa con mayor poder de adsorción de NO+O2 es la Co(12)Ba(16)K(7)/ZrO2, que llega a un máximo de adsorción a los 370°C. En atmósfera inerte (He), a partir de los 350°C comienza la descomposición parcial de las especies nitrato formadas. Si comparamos el comportamiento de la trampa Ba/ZrO2 con las demás trampas (Co,Ba/ZrO2; Ba,K/ZrO2 y Co,Ba,K/ZrO2), podemos observar una posible acción desestabilizadora de los nitratos formados por parte del Co y K, ya que las trampas que contienen dichos elementos empiezan a perder peso en corriente de He alrededor de los 350ºC, en comparación con los 450ºC donde empieza a perder peso la trampa Ba/ZrO2. Los sólidos fueron caracterizados antes y después del tratamiento en balanza, por difracción de rayos X (XRD), Espectroscopia infrarroja (FTIR) y Espectroscopia Láser Raman (LRS). Por medio de las técnicas de caracterización se encontró que en los sólidos frescos el Ba se encontraba como BaCO3, el Co como Co3O4 y el potasio mayoritariamente como KNO3 y algo como K2CO3. Luego del tratamiento en la balanza se encontró al Co como Co3O4, al K totalmente como KNO3 y al Ba mayoritariamente como Ba(NO3)2, y algo como BaCO3. Se estudió también la combustión catalítica de hollín mezclando éste con sólidos previamente tratados con NO+O2.