Degradación de compuestos orgánicos mediante fotodegradación y combustión catalítica empleando catalizadores de Pt/γ-Al₂O₃, Pt/γ-Al₂O₃- TiO₂ y Pt/TiO₂ Öffentlichkeit Deposited
En el presente trabajo de investigación se prepararon soportes de -Al₂O₃-TiO₂, a diferentes concentraciones de TiO₂ (5, 10 y 20 % en peso), por el método de peptización de Bohemita. Posteriormente fueron preparados catalizadores en los cuales se impregno Pt a estos materiales por el método de impregnación vía húmeda (1% en peso), para estudiar su actividad debido al efecto de las propiedades físicas y químicas en la degradación de Compuestos Orgánicos (Benceno mediante combustión catalítica y P-cresol y ácido 2,4- Diclorofenoxiacético mediante Fotocatálisis). Los soportes sintetizados fueron caracterizados usando las siguientes técnicas: Adsorción de N2 observándose un aumento en el área específica del 20% en los materiales de -Al₂O₃- TiO₂, con respecto a la -Al₂O₃, por otro lado con la Difracción de Rayos X se observa que la fase anatasa del TiO₂ se estabiliza en presencia de la -Al₂O₃ y aumenta la cristalinidad a medida que aumenta el contenido de TiO₂. El análisis por Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier para la adsorción de Piridina (FTIR-Py) de estos materiales mostró únicamente acidez tipo Lewis y por Resonancia Magnética Nuclear de protón (RMN) se observó un amento en la señal que pertenece a -Al₂O₃ tetra coordinada, lo cual es un indicativo de la generación de defectos estructurales en ésta debido a la interacción que existe entre TiO₂y -Al₂O₃. Por Microscopia electrónica de barrido (SEM) se observó que el TiO₂ cubre la superficie de la -Al₂O₃ a medida que aumenta el contenido de éste, y mediante la Espectroscopia de Ultravioleta-Visible (UV-Vis) se observan las señales típicas de TiO₂, de 200 a 240 y 260-340 nm, como resultado de la transferencia de carga de O²- a Ti⁴+ . En el caso de los catalizadores se observó que presentan las mismas propiedades que los soportes. Además de las técnicas de caracterización utilizadas en los soportes, se utilizaron: Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier por adsorción de CO (CO-FT-IR) en la cual se observa la señal de enlace de forma lineal que corresponde al orbital d de Pt con orbitales sp de CO. Por Microscopia electrónica de transmisión (TEM) se observa que las partículas de Pt soportadas en los óxidos mixtos -Al₂O₃-TiO₂ son más pequeñas que las muestras de referencia de los óxidos por separado es decir de Pt/Al₂O₃ y Pt/TiO₂. Debido a que el área superficial especifica aumenta y el Pt se dispersa más en la superficie del óxido mixto. La evaluación de la actividad catalítica de la combustión benceno en fase gas de (400ppm) se llevó a cabo usando un sistema en continuo que consiste de un saturador de vidrio, donde se coloca el contaminante haciendo pasar un flujo de aire. La mezcla reaccionante pasa por un reactor de cuarzo en forma de U con lecho fijo donde se coloca el catalizador, y éste conectado a un Cromatógrafo Varian Star 3400cx con un detector FID para la detección de hidrocarburos. Para la Fotodegradación se evaluaron concentraciones máximas de 80ppm de P-cresol y 80ppm de ácido 2,4-Diclofenoxiacético (2,4-D), se empleo un reactor tipo batch y lámpara ultravioleta como una fuente de radiación UV-Vis. De los resultados de evaluación catalítica y fotocatalítica, para ambos tipos de reacciones el catalizador que mostro la mayor actividad fue el Pt/AT10 ya que para la degradación de Benceno alcanza un 80% de conversión a una temperatura de 175°C y en cuanto a fotocatálisis alcanza una mineralización del 98% en P-cresol así como para el 2,4-D, esto es atribuido a la interacción que resulta de la dispersión de TiO₂ en la superficie de la -Al₂O₃, la cual al interaccionar con TiO₂ modifica su coordinación favoreciendo la formación de Al tetracoordinado, lo que aumenta su acidez y genera defectos estructurales en su superficie favoreciendo la oxidación de las moléculas orgánicas contaminantes. En la Fotodegradación el soporte alúmina actúa como un catalizador de transferencia de carga por un lado adsorbe la molécula a degradar poniéndola en contacto con el TiO₂, y por otro lado atrapa los efotogenerados aumentando así el tiempo de recombinación del par electron- hueco aumentando de esta forma la actividad catalítica. Por otro lado el Pt en su estado reducido interactúa con el TiO₂ actuando como un almacén de electrones retardando de esta manera la recombinación del par electrón-hueco, así como también juega el papel de portador de transferencia de carga aumentando de esta manera su fotoactividad.
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UAMI16236.pdf | 2021-05-19 | Öffentlichkeit |
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