INTEC   05402
INSTITUTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Convección, difusión y adsorción en un micro-reactor espectroscópico de ATR-FTIR
Autor/es:
ALEJO AGUIRRE; CLAUDIO L.A. BERLI; SEBASTIÁN E. COLLINS
Lugar:
Santa Fe
Reunión:
Workshop; II Reunión de Microfluídica Argentina; 2015
Institución organizadora:
INTEC, IFIS, CIMEC (CONICET-UNL)
Resumen:
La espectroscopia infrarrojo (FTIR) en modo de reflexión total atenuada (ATR) es una herramienta cada vez más utilizada para estudiar procesos que ocurren en la interfaz líquido/sólido, ya que permite investigar la interacción de especies adsorbidas en condiciones reales de reacción y en presencia de solventes fuertemente absorbentes [1]. La técnica es de interés en catálisis heterogénea, electroquímica y el estudio de materiales biológicos. Los catalizadores son depositados sobre un elemento de reflexión interna (IRE) en forma de films (e.g. partículas metálicas) o como capas porosas, y son expuestos a los reactivos en fase líquida.Generalmente se utiliza una celda de ATR como técnica cualitativa para la identificación de intermediarios superficiales y, en algunos casos, la medición de constantes cinéticas se realiza sin considerar los problemas de transporte de masa involucrados. En un trabajo reciente [2] se reportó el diseño y la caracterización de una celda microfluídica de ATR optimizada para la medición de parámetros cinéticos bajo condiciones reales de reacción. Se investigó teórica y numéricamente el transporte de masa; y se desarrollaron criterios para determinar las limitaciones de transferencia de masa durante un proceso de adsorción sobre un film delgado.En este trabajo se presenta el estudio de las limitaciones de transporte en una celda de ATR durante el proceso de adsorción en un lecho poroso depositado sobre el IRE. Se modeló el transporte de masa de la fase líquida al lecho y el transporte interno, realizando un estudio teórico y numérico de la convección, difusión y adsorción para este caso. Se consideró fluido estanco en el lecho poroso y se utilizó un modelo pseudo-homogéneo para el balance de masa. Los límites operaciones de la celda fueron caracterizados por medio de un análisis adimensional en términos de los números de Péclet (Pe) y Sherwood (Sh), y el módulo de Thiele (ϕcl) (Fig 1). Los resultados muestran que el transporte de masa interno (lecho poroso) puede despreciarse para bajos ϕcl; y que el transporte de masa externo (líquido) no es limitante si ϕcl2/Sh