CATALIZADORES DE Pd-Cu/RESINA PARA LA REDUCCIÓN DE NITRATOS EN AGUA: EFECTO DEL MÉTODO DE FIJACIÓN DE COBRE

C. NEYERTZ; F. A. MARCHESINI; E. MIRÓ; C. QUERINI

Salta-Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

AAIFQ, Universidad Nacional de Salta

La utilización de fertilizantes, las aguas residuales y los residuos sólidos generan la contaminación de los recursos de agua potable con nitrato y nitrito en concentraciones tóxicas. La reducción catalítica de nitrato con H2 a temperatura ambiente es una tecnología promisoria. Los catalizadores estudiados de mejor resultado son los binarios de Pd-Cu. La búsqueda de una aplicación a escala industrial lleva al estudio de estos catalizadores sobre resina. El objetivo de este trabajo es estudiar el sistema Pd-Cu/resina en muestras preparadas a partir de distinto método de fijación de cobre. Se estudiaron catalizadores de 2%Pd-0.5%Cu sobre resina de intercambio aniónico débil (WA30). Se fijó paladio por intercambio ionico, como [PdCl4]2- a partir de una solución de PdCl en HCl. Posteriormente, se fijó el cobre por distintos métodos de preparación: intercambio aniónico y reducción superficial controlada. Con el primer método se logró obtener la muestra R1 fijando el cobre como complejo aniónico a partir de una solución ácida de CuCl2. La reducción superficial controlada, permite la fijación del cobre a partir de una solución de Cu(NO)3 en burbujeo de H2 por reducción del mismo sobre el sitio de paladio (muestra R2). En todos los casos, una vez finalizada la fijación, se lava con agua destilada, se reduce con hidracina y se vuelve a lavar. Los catalizadores se analizan en la reducción de nitrato a temperatura ambiente en burbujeo de H2 y a pH constante de aprox. 4.5, partiendo de una concentración inicial de 150ppm N-NO3- en agua destilada. Se observa que el mejor resultado de actividad se obtiene para la muestra preparada a partir de la fijación de cobre por la reducción superficial controlada. Los valores de conversión son de 41 y 54% para R1 y R2. Es decir, la reducción superficial controlada permite la fijación de cobre sobre el sitio de paladio mejorando así la interacción. El análisis por EPMA determinó distinta distribución metálica en el interior de las resinas de acuerdo al método de preparación. En el catalizador R2, el cobre se encuentra principalmente sobre la superficie de la resina generando una buena interacción con el paladio. Por otro lado, en R1 la preparación hace que el cobre pueda distribuirse un poco mas en el interior de la resina sin asegurar una buena interacción. Por su parte, el paladio se distribuye en ambos casos, con mayor concentración en la superficie que disminuye hacia el interior. También se caracterizaron las muestras después de la reducción de nitrato. Los estudios por TEM mostraron un aumento del tamaño de partícula. Por ejemplo, en R2 las partículas de paladio cambiaron su dispersión de 4-26 nm en muestra fresca a 4-48nm después de reacción. Resultados similares se observaron por DRX, debido a un aumento de intensidad del pico de paladio a 40.1°. Con este trabajo puede concluirse que la reducción catalítica de nitratos en H2 a temperatura ambiente para catalizadores Pd-Cu/resina esta afectada por el método de preparación. La fijación de cobre sobre el paladio por reacción superficial controlada permite una mejor actividad debido a la mayor interacción binaria obtenida durante la preparación.