Preparación de catalizadores activos basados en ferritas de sodio (∝-NaFeO2) para la combustión catalítica de hollín

• Autor: Achanccaray Ninantay, Aaron Carmelo
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/27165
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/27165
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Combustión; Ferrita de sodio; Hollín; Catalizadores; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.03

En este trabajo de tesis se propone preparar catalizadores de ferritas de sodio (a-NaFeÜ2) mediante el método de impregnación incipiente para medir su actividad catalítica en la combustión de hollín, así mismo, se caracterizaron los catalizadores preparados y se hizo la medición de la actividad catalítica en la combustión de hollín. Los precursores usados en la síntesis de las ferritas fueron estudiados mediante análisis termogravimétrico (TGA) donde se observó que la formación de las ferritas comienza a temperaturas mayores de 550 °C. Además, por medio de difracción de rayos X (XRD) se observó la formación de fases cristalinas a distintas condiciones de temperatura de calcinación, tiempo de calcinación y tiempo de impregnación, obteniendo que la fase a-NaFeO2 se obtuvo calcinando los precursores a 625 °C por 12 horas en una atmósfera de aire con una rampa de 1 °C/min. Seguido, los catalizadores preparados se caracterizaron a través de adsorción - desorción de nitrógeno (método BET) dándonos un área superficial muy baja (menor a 1 m2/g.), esto quiere decir que las ferritas preparadas son materiales macroporosos (tamaño de poro aproximadamente 90 nm) y el estudio de difracción de rayos X indica una alta cristalinidad. Luego, por espectroscopia infrarroja (FTIR) se determinó las interacciones entre los elementos Na, Fe y O. También, se logró identificar por reducción a temperatura programada (TPR-H2) que la ferrita calcinada a 625 °C presenta las especies más reducible. Del mismo modo, se analizó mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) logrando determinar que la cantidad de oxígenos electrofílicos es mayor que los oxígenos nucleofílicos. Además, a través de microscopía electrónica de transmisión (TEM) se observó que el tamaño de partícula se encuentra entre 100 - 500 nm con forma esférica. Finalmente, se realizó la medida de la actividad usando un micro reactor en un equipo de análisis termogravimétrico, donde se usó una relación másica catalizador/hollín de 1/10 con una mezcla de contacto apretado, concluyendo que el catalizador calcinado a 625 °C por 12 horas en una atmosfera de aire presenta una buena actividad, ya que logró disminuir de 731 °C a 630 °C la temperatura de combustión del hollín.