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