CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

Introducción: Las estructuras monolíticas representan una configuración utilizada en muchas aplicaciones tales como química fina, catálisis ambiental y producción de energía limpia. Además, con el objetivo de intensificar los procesos en la industria se han desarrollado nuevos materiales estructurados basados en fibras para la obtención de catalizadores. Recientemente, se propuso un nuevo método por el cual se obtienen fibras sobre monolitos tanto cerámicos como metálicos. Se trata del método de síntesispara el crecimiento in situ de fibras, el cual tiene muchas ventajas respecto al clásico de washcoating, donde las más importantes son la disposición y configuración de las fibras[1]. El objetivo de este trabajo fue desarrollar una metodología eficiente y reproducible para el crecimiento in situ de fibras de ceria en estructuras monolíticas. Para la síntesisse utilizó el método hidrotermal, el cual consiste en colocar el monolito dentro de unfrasco de vidrio junto a una mezcla de soluciones 0,1 M de NaOH, ácido cítrico y Ce(NO3)3 y mantenerlo a 90 °C durante 24 h. Luego se calcinaron a 600 °C por 5 h (1 °C/min). Los monolitos obtenidos se nombraron F1 y F2, cuando se realizó la síntesissin o con agitación magnética respectivamente. Además, se recolectó el polvo suelto en cada síntesis (P-F1, P-F2). Se caracterizaron por Microscopia electrónica de barrido (SEM), Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopia Láser Raman (LRS) y se realizaron ensayos de adherencia en un baño ultrasónico. Por último, se eligió evaluar el monolito F2 en la combustión de hollín diésel a través de un ensayo TPO (oxidación a temperatura programada).Resultados: En las imágenes SEM obtenidas se observa que al no utilizar agitación durante la síntesis se obtuvieron muy pocas fibras, sin cubrir el sustrato. En cambio, al utilizar agitación crecieron fibras en el sustrato de forma homogénea con diámetros entre 50-182 nm y una altura de la matriz de fibras de aproximadamente 10 μm, cubriendo casi toda la totalidad del sustrato de cordierita. En los difractogramas de P-F1 y P-F2 se identificó la estructura cristalina del óxido de cerio y mediante LRS se identificó el CeO2en distintas zonas de F2, en cambio no se encontró señal para F1. El valor de adherencia luego de 150 min en ultrasonido fue de 96% para F2. El monolito F2 presentó un perfil de TPO similar a las fibras de ceria sueltas sintetizadas por el mismo método, y la temperatura de velocidad máxima de combustión del hollín fue de 430 °C. Conclusiones: El catalizador F2 basado en nanomatrices y estructura bien definida, robusto y con buena carga de fibras, representa una nueva clase de nanocatalizadores, que exhibió igual rendimiento catalítico a su contraparte fibras de ceria aisladas en la reacción de combustión de hollín diésel.

enviar mensaje