| TAZ-TFM-2014-553 |
Development of nanoestructured titanosilicate catalyst layers in monoliths
Sanz Carrillo, Diego
Mallada Viana, Reyes (dir.)
Universidad de Zaragoza,
CIEN,
2014
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química
Máster Universitario en Materiales Nanoestructurados para Aplicaciones Nanotecnológicas (Nanostructured Materials for Nanotechnology Applications)
Resumen: Los catalizadores heterogéneos soportados son una parte esencial de la industria química, y nuevos soportes o catalizadores se investigan constantemente. Los titanosilicatos, materiales zeotípicos microporosos, son investigados con frecuencia como soportes catalíticos. Los microreactores estructurados, con una alta relación superficie-volumen y transferencias de masa y calor mejoradas, sobrepasan algunas de las limitaciones de los reactores de lecho fijo. Teniendo en cuenta estas consideraciones, propusimos desarrollar un método reproducible para sintetizar capas de titanosilicato como soporte en los canales de monolitos cerámicos, para su uso en catálisis. Se sintetizaron cristales de alta pureza de dos titanosilicatos (ETS-10 y JDF-L1). Estos cristales se usaron para sembrar monolitos cerámicos usando varios métodos, de los cuales “dip coating” y sonicación ofrecieron los resultados más homogéneos. Sólo ETS-10 pudo depositarse con éxito; los cristales de JDF-L1 eran muy grandes para ello. Tras la siembra, se probaron distintos métodos de síntesis hidrotermal para el crecimiento de las capas. El método TiCl3-A fue el más reproducible y proporcionó las capas más uniformes. La fase cristalina obtenida en el crecimiento no fue ETS-10, como las semillas, sino JDF-L1, confirmada por XRD. Se prepararon polvos catalíticos de ambos titanosilicatos por intercambio iónico o impregnación, para su prueba en dos reacciones catalíticas: Epoxidación de Etileno y Oxidación Selectiva de CO (SELOX). Para la epoxidación de etileno, se prepararon catalizadores basados en plata. El tamaño de las partículas obtenidas en estos catalizadores fue muy pequeño para darse actividad catalítica, y las pruebas en planta mostraron resultados muy pobres. Para SELOX, se prepararon catalizadores basados en platino o nanopartículas CoPt3, que ofrecieron buena actividad catalítica, llegando a la conversión total de CO, dando CoPt3 mejores resultados como fase activa que Pt. Soportar el catalizador de Pt en los canales de un monolito provocó una mejora del rendimiento catalítico sobre el catalizador en polvo.
Palabra(s) clave (del autor): catálisis ; titanosilicato ; ets-10 ; jdf-l1 ; selox ; prox ; epoxidación de etileno ; monolitos
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master
Notas: Con la colaboración de la Cátedra SAMCA.
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