CINDECA   05422
CENTRO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN CIENCIAS APLICADAS "DR. JORGE J. RONCO"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estabilidad hidrotérmica de soportes nanoporosos de sílice y carbón
Autor/es:
MARTIN NICOLÁS GATTI; FRANCISCO POMPEO; NORA NICHIO
Reunión:
Jornada; Primera Jornada de Tesistas 2014; 2014
Institución organizadora:
Facultad de Ingeniería, UNLP
Resumen:
En los últimos años, nuevos materiales carbonosos han sido sintetizados con diferentes objetivos tecnológicos: procesos de separación por adsorción, capacitores para almacenamiento de energía y preparación de soportes de catalizadores. Particularmente, las características porosas de estos materiales los hacen muy útiles como soportes de catalizadores en reacciones catalíticas, debido a que proveen elevados coeficientes de transferencia y altas superficies específicas permitiendo alcanzar una alta dispersión metálica. En la actualidad, la tendencia por el reemplazo de combustibles provenientes de fuentes del petróleo ha llevado a la implementación de procesos catalíticos para convertir productos de la biomasa. En este contexto, una variedad de procesos catalíticos son llevados a cabo en diferentes condiciones operativas: en fase líquida a temperaturas relativamente bajas y altas presiones, y en fase vapor a bajas presiones pero altas temperaturas. El objetivo de este trabajo es evaluar la estabilidad de un soporte de sílice-carbón frente a diferentes tratamientos térmicos en presencia de agua y de vapor de agua. Se emplearon como técnicas de caracterización: adsorción-desorción de nitrógeno utilizando el modelo de Brunauer-Emmett-Teller (BET), difracción por rayos X (DRX), análisis térmico diferencial(ATD) y espectroscopia de fotoelectrones (XPS). Los resultados de adsorción-desorción de N2, demostraron que todas las isotermas son de tipo IV, con un lazo de histéresis del tipo H3 en el rango de presiones relativas que van desde 0,45 a 0,98 aproximadamente, característico de poros del tipo ?slit?. Estos indican una estructura tipo rendija ordenada con la existencia de intercapas rotadas respecto a la normal distribución de dichas estructuras planares. Estas intercapas podrían deberse a la presencia de carbono turbostrático. El análisis del volumen total de poros y superficie específica de las muestras indicaría que los tratamientos en agua caliente a 200 y 250 ºC (SC-200 y SC-250) provocan los mayores cambios estructurales. Las modificaciones en el material debidas al tratamiento con vapor de agua a 350° y 400°C (SC-350 y SC-400) fueron menores. Por DRX fue posible observar las bandas de la fase amorfa de la sílice y de la fase cristalina hexagonal del carbono grafito. Estas bandas muestran que tanto la sílice como el carbón se presentan como fases independientes una de la otra. Los difractogramas de SC-250 y SC-400, no presentan diferencias significativas con respecto a la muestra fresca, indicando que estos tratamientos no afectan la estructura cristalina del carbono ni de la fase amorfa de la sílice. Por ATD se observa entre 300 ºC y 400 ºC la combustión de una pequeña cantidad de carbono grafito de fase amorfa. Los resultados indican que en la muestra SC-250 hay una mayor deformación parcial de la estructura cristalina hexagonal del carbono. Por XPS la muestra fresca presenta una relación superficial de C/Si= 12,9. Fue posible determinar la presencia de diferentes grupos oxigenados superficiales a partir de la deconvolución del pico de C1s y del O1s. En la muestra fresca se determinó un 44,3% de especies correspondientes a enlaces C-C, un 48,5% de C-O, y un 7,2% de grupos carboxilo (O=C-O). Para la muestra SC-400 se observó un menor aporte de grupos oxigenados superficiales a diferencia de la muestra SC-250, lo que estaría en concordancia con los resultados del ATD. En conclusión, este soporte de sílice-carbón resulta estable y sin cambios estructurales, siendo apto para su utilización en reacciones catalíticas en fase acuosa a temperaturas por debajo de 250°C y con vapor de agua por debajo de 400°C.
rds']