Diseño de adsorbentes para la eliminación de compuestos nitrogenados modelo representativos de cargas a diesel Public Deposited
En esta investigación se llevó a cabo el diseño de adsorbentes para la remoción selectiva de compuestos nitrogenados presentes en las cargas diesel. Con base en una revisión bibliográfica se decidió partir de mallas moleculares mesoporosas tipo MCM-41, puesto que poseen altas áreas superficiales y diámetros de poro promedio adecuados para la adsorción de moléculas nitrogenadas presentes en el diesel. Asimismo con ayuda de una posible sustitución de átomos de silicio presentes en la estructura de la MCM-41 por algún otro elemento como cobre o aluminio, se puede dar lugar a modificaciones en las propiedades de la superficie del material, como la acidez. Estas propiedades son relevantes para este caso de estudio dado el carácter básico y no básico de las moléculas nitrogenadas, así como las altas densidades electrónicas que poseen dichos compuestos. Se prepararon tres series de materiales como posibles candidatos; adsorbentes con cobre, Cu-MCM-41(Si/Cu = 25, 50, 100 y 300) y materiales con aluminio, Al-MCM-41(Si/Al = 10, 25, 50, 100, ∞) sintetizados por el método de coprecipitación. La tercer serie consistió en impregnación de níquel, molibdeno y wolframio sobre la MCM-41 con una carga nominal de 10 en peso. Cabe señalar que la hipótesis para la síntesis de ésta última serie fue la posible interacción de dichos metales de transición con las moléculas nitrogenadas. Los adsorbentes principalmente se caracterizaron por Fisisorción de Nitrógeno, Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopía de Rayos Infrarrojos por Transformada de Fourier (IR-TF), 27Al y 29Si Resonancia Magnética Nuclear Giro de Ángulo Mágico (RMN-GAM), Microscopía Electrónica de Transmisión con Alta Resolución (MET-AR), Termodesorción Programada de Piridina (TDP-Py) y Espectroscopía Ultravioleta Visible (Uv-Vis). Los sólidos sintetizados fueron evaluados en adsorción de moléculas nitrogenadas modelo como: quinolina (C9H7N ), indol (C9H8N ) y carbazol (C12H9N ), a temperatura ambiente disueltas en mezclas modelo diesel de hexadecano-tolueno (C16H34 −C6H5CH3) en un sistema por lotes. El rendimiento de los adsorbentes se comparó con un material comercial, Selexsorb-CDX (γ-alúmina-zeolita) y con alúmina (Al2O3) de referencia sintetizada previamente en el grupo de trabajo. La evaluación consistió en la medición para capacidad de adsorción sobre cada compuesto nitrogenado y el estudio dinámico de adsorción, para estimar los parámetros cinéticos característicos a través de un modelo matemático desarrollado en esta investigación. Finalmente de acuerdo a los datos obtenidos explícita o implícitamente por medio de las técnicas de caracterización previamente mencionadas se obtuvieron correlaciones entre propiedades físico-químicas y capacidad de adsorción para los materiales evaluados.
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