Estudio preliminar de captura de mercurio con sorbentes regenerables basados en Au/C

Gómez Giménez, Carmen
Izquierdo Pantoja, María Teresa (dir.)

Téllez Ariso, Carlos (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2012
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster Universitario en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio Ambiente

Resumen: El presente trabajo se ha realizado en el Instituto de Carboquímica, CSIC y está enmarcado dentro del Proyecto del Ministerio de Ciencia e Innovación CTQ2008-06860-C02-02 titulado “Monolitos de carbono para aplicaciones medioambientales: captura de mercurio con sorbentes regenerables”. El origen de esta investigación surge de la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de captura de mercurio que sean efectivas, de bajo coste y que no generen un gran volumen de residuos tóxicos. Por lo tanto, el objetivo del presente Trabajo Fin de Máster es el desarrollo de sorbentes regenerables, basados en nanopartículas de oro, que sean capaces de retener el mercurio mediante un proceso de amalgamiento con el oro y que sean capaces de desorberlo mediante un calentamiento ligero del propio sorbente. Para alcanzar el objetivo citado, se han preparado y caracterizado diferentes soportes de material carbonoso a partir de monolitos de carbono comerciales, a los cuales se les aplicó diferentes tratamientos que permitieron la modificación de su química superficial. La deposición de oro sobre los soportes se ha llevado a cabo a partir de sal de oro siguiendo dos metodologías diferentes: i) reducción directa del Au3+ sobre el soporte y ii) deposición de oro coloidal. Se pretende conseguir la deposición de partículas de oro de tamaño nanométrico. Una vez depositado el oro nanoparticulado, los sorbentes se caracterizaron mediante diferentes técnicas. Más concretamente, se utilizó la microscopía electrónica de barrido (SEM) de emisión de campo (FE) para conocer la distribución de nanopartículas de Au en los sorbentes y la espectroscopía de emisión óptica por plasma de acoplamiento inductivo, (ICP-OES) para determinar su contenido en oro. Además, también se estudiaron los estados de oxidación del oro, una vez depositado sobre el soporte, de manera tanto cualitativa como cuantitativa, mediante espectrometría fotoelectrónica de Rayos X (XPS) y, de este modo, conocer la fracción de oro no reducido presente en los sorbentes antes y después del tratamiento de reducción. Una vez caracterizados los sorbentes, se evaluó su capacidad de captura del mercurio a distintas temperaturas comprendidas dentro del rango: 50-150 ºC, en atmósfera inerte. Los experimentos de retención se llevaron a cabo por duplicado para los dos tipos de sorbentes estudiados, obteniéndose para el caso más favorable una retención de 19,8 mg Hg/g de Au. Paralelamente, se estudió la variación de la estructura cristalina del oro antes y después de su amalgamiento con el mercurio mediante difracción de rayos X (XRD) comprobando que ésta no varía. Finalmente, se realizó un estudio de regenerabilidad de los sorbentes, llevando a cabo ciclos de captura de mercurio-regeneración. Se observó una elevada repetitividad en los ciclos, indicando que la capacidad de retención del sorbente no se ve afectada de forma significativa después de varios ciclos de retención-regeneración.

Palabra(s) clave (del autor): mercurio ; captura ; sorbentes regenerables

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master