INVESTIGADORES
CABRERIZO Franco Martin
congresos y reuniones científicas
Título:
Eliminación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles mediante sistemas catalíticos y fotocatalíticos
Autor/es:
MARIANO CIPOLLONE; FEDERICO A. RASSE-SURIANI; FRANCO M. CABRERIZO; MIGUEL A. PELUSO
Lugar:
Lanus, Buenos Aires, Argentina
Reunión:
Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química y 4to. Workshop de Química Medicinal; 2010
Institución organizadora:
Asociacion Quimica Argentina
Resumen:
Introducción Entre los contaminantes más importantes que afectan directa o indirectamente a los seres vivos se encuentran los compuestos orgánicos volátiles (COVs), los cuales son contaminantes primarios y participan en reacciones fotoquímicas con NOx formando contaminantes secundarios como O3 troposférico y PAN (nitrato de peroxoacetilo), produciéndose esta contaminación tanto a nivel atmosférico como en el interior de oficinas, hogares, etc. Uno de los métodos más utilizados para destruir estas emisiones es la  incineración catalítica empleando catalizadores basados en óxidos de metales de transición. Otra tecnología que ha demostrado ser eficiente en la eliminación de contaminantes en corrientes gaseosas (compuestos aromáticos, alcoholes, hidrocarburos es la oxidación fotocatalítica. Los óxidos de manganeso son ampliamente empleados en reacciones de oxidación medioambientales debido a su bajo costo y elevada actividad, la cual es atribuida a la presencia de oxígenos de red lábiles y a su capacidad de almacenamiento de oxígeno en la red cristalina. Estas propiedades de los óxidos de manganeso se ven potenciadas cuando los mismos son depositados sobre diferentes soportes, tales como Al2O3, CeO2 y TiO2. Se ha observado que un incremento en la dispersión del MnOx en la superficie del soporte conduce a aumentos importantes en la actividad catalítica. El objetivo de este trabajo es el de preparar y caracterizar óxidos de metales de transición (puros y mixtos) para su empleo en reacciones de eliminación de corrientes gaseosas de etanol y xilenos. Las técnicas empleadas para eliminar dichos contaminantes serán la catálisis convencional y la fotocatálisis Experimental Síntesis de los catalizadores: Para la síntesis de los catalizadores soportados se utilizó como soporte TiO2 (Degussa P25)en polvo de 53,6 m2g-1 y 0,18 ml g-1 de volumen de poro. Se realizaron impregnaciones a volumen de poro sobre 5 gramos de TiO2 con soluciones de KMnO4 para obtener un 1, 2 y 5% de manganeso. Los óxidos así preparados fueron secados en estufa y posteriormente se calcinaron a 500ºC durante dos horas. Los catalizadores fueron  denominados MnOx(y )/TiO2, donde y representa el porcentaje en peso de Mn. Caracterización: Las superficies específicas de los catalizadores fueron determinadas a partir de la isoterma de adsorción de nitrógeno a 77 K por el método BET. Las medidas se llevaron a cabo en un sortómetro Micromeritics Accussorb 2100 D. Los gases empleados fueron N2 y He. Las fases presentes en los óxidos se analizaron mediante difracción de rayos X en un equipo Phillips PW 1390 usando radiación CuKα (λ=1,5404 A) y filtro de níquel. La composición química de los materiales fue determinada mediante fluorescencia de rayos X (FRX) utilizando un espectrofotómetro Siemens SRS 3000 equipado con un tubo de rodio. Actividad: La actividad catalítica fue analizada en un reactor tubular de acero inoxidable utilizándose 200 mg de catalizador y una concentración del contaminante (COV/aire) de 900ppm. Se trabajó en el intervalo de temperatura de 100 a 400ºC, a presión atmosférica y a un caudal de la corriente de COV/aire de 200 ml min-1. La elección de etanol y xilenos como moléculas sonda es consecuencia que los mismos son COVs producido en distintas actividades industriales (perfumería, gráfica, pintura, alimenticia). La conversión del COV fue cuantificada on-line por CG en un cromatógrafo Shimadzu 9A equipado con un detector de ionización de llama, y mediante un analizador de CO2 Telaire T6613. Actividad fotocatalítica: Se emplearon las mismas condiciones de reacción (masa de catalizador, caudal, concentración del COV) que en el caso anterior. Se utilizó un reactor tubular conteniendo una ventana de cuarzo por donde se hizo incidir luz proveniente de una lámpara externa de XXXXX. El catalizador se deposito en un porta muestra enfrentada a la ventana de cuarzo. Los productos de reacción fueron analizados por CG. Resultados y Discusión: En la Tabla 1 se presentan las propiedades texturales de los catalizadores junto con el porcentaje de manganeso en cada muestra. Se observa una leve disminución del área específica con el aumento de la concentración de Mn. Tabla 1. Propiedades texturales de los catalizadores