COMPARACIÓN DE HIDROTALCITAS PROMOVIDAS CON DIFERENTES ELEMENTOS METÁLICOS EN LA REACCIÓN DE COMBUSTIÓN DE SOOT

M. CECILIA AVILA; NORA A. MERINO; MARTA I. PONZI; NORA A. COMELLI

San Luis

Jornada; XII Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales; 2014

COMPARACIÓN DE HIDROTALCITAS PROMOVIDAS CON DIFERENTES ELEMENTOS METÁLICOS EN LA REACCIÓN DE COMBUSTIÓN DE SOOT COMPARISON OF HYDROTALCITES PROMOTED WITH DIFFERENT METAL ELEMENTS IN THE SOOT COMBUSTION REACTION María C. Ávila1, Nora A. Merino1, Marta Ponzi1, Nora A. Comelli1. 1 INTEQUI (CONICET-UNSL). 25 de Mayo 384. (5730) Villa Mercedes (San Luis), Argentina. Fax: 54 02657 430980 e-mail: noracomelli@hotmail.com RESUMEN Las hidrotalcitas (HTs) se clasifican como arcillas aniónicas, con una fórmula general de [M(II) 1-x M(III) x (OH) 2] (Am-)x/m.nH2O], donde M(II) es un catión divalente, M(III) es un catión trivalente, A es un anión con carga m-, y X es el M(III) / (M(III) + M(II)) relación molar. Las hidrotalcitas u óxidos mixtos formados por calcinación presentan propiedades interesantes para muchas aplicaciones, tales como intercambiadores de iones, catalizadores, soportes de catalizador y aditivos de polímeros. Estos sólidos se utilizan como catalizadores o soportes de catalizadores debido a sus superficies específicas grandes, por presentar carácter básico, alta dispersión metálica y alta estabilidad térmica. Si uno de los cationes en su estructura es un elemento de transición, es posible también que presenten propiedades redox. En este trabajo se muestran resultados de la caracterización de óxidos provenientes de hidrotalcitas constituidas por Mg, Cu, Zn y Al en las siguientes combinaciones: HTZnAl, HTMgAl, HTZnAlCu y HTMgAlCu, a fin de determinar la influencia y comportamiento de los diferentes iones metálicos. Estos sólidos fueron evaluados en la reacción catalítica de combustión de soot (material particulado), con el propósito de comparar las temperaturas a las cuales la velocidad de combustión es máxima. Las transformaciones térmicas que podrían sufrir las hidrotalcitas fueron analizadas por métodos térmicos (TGA-DTA). La superficie específica y el volumen de poro fueron determinadas por isotermas de adsorción de nitrógeno. La estructura cristalina de los sólidos se estudió por DRX y la presencia de los aniones que constituyen la interlamina se determinó por espectroscopía de infrarrojo FT-IR. Desde los estudios de DRX se observó que los sólidos calcinados presentan los óxidos simples a bajas temperaturas de calcinación, mientras que con el aumento de la misma aparece una estructura espinela, como en el caso de la HTMgAlCu. Los estudios de análisis termogravimétricos muestran las transformaciones por las que pasa el sólido a medida que aumenta la temperatura produciéndose pérdidas de agua hasta ocurrir una destrucción de la estructura interlaminar para luego formar los óxidos de naturaleza diferente según los elementos presentes. Mediante la técnica de IR-FT se ha observado que en las interláminas de la hidrotalcita se encuentran carbonatos y nitratos provenientes de los precursores de los metales. En las HTZnAl, la presencia de carbonatos aumenta con el Cu. Estos sólidos no presentan la señal característica de los nitratos libres, que si es observada en las hidrotalcitas cuyo metal bivalente es el magnesio. La superficie específica disminuye con la incorporación del cobre, debido a la formación del óxido de cobre y la de una estructura tipo espinela en el caso de los sólidos con Mg. Cuando el metal bivalente es el Zn, la superficie aumenta aproximadamente el doble con la incorporación de Cu a la estructura. El volumen y tamaño de poro no se modifican con la presencia del Cu. La presencia de cobre provoca una disminución considerable en la temperatura a la cual velocidad de combustión de soot es máxima, lo que podría atribuirse al aumento de la capacidad redox del sólido.