Estudio cinético de catalizadores basados en óxidos de Níquel (II) y Cerio-(IV) para la conversión catalítica de hollín

• Autor: Arcos Bartolo, Nelson Gustavo
• 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:20.500.14076/27167
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/27167
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Hollín; Catalizador mixto; Evaporación de solvente; Curvas light off; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.03

En esta tesis se realizó el estudio de la adición del níquel hacia el CeO2 en función a las propiedades fisicoquímicas y las actividades catalíticas para la combustión del hollín. Los catalizadores mixtos NiCe fueron preparados mediante el método de evaporación de solvente en proporciones molares Ni:Ce de 0.5:9.5, 1:9, 5:5, y 9:1, además de los másicos CeO2 y NiO. Los catalizadores fueron caracterizados por sorción de N2 (método BET), difracción de rayos X (XRD), termogravimetría (TGA), reducción a temperatura programada con H2 (TPR-H2), espectroscopía Raman, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). La actividad catalítica se evaluó por TGA bajo aire sintético en contacto directo para la combustión del hollín. Los catalizadores NixCe10-x mostraron baja área superficial (3 - 74 m2g-1) con tamaños de cristalita que variaron con los distintos valores NixCe10-x (9 - 22 nm). Sin embargo, se observó un incremento en el volumen del poro mesoporoso, un importante parámetro para la oxidación del hollín con aire. Asimismo, los difractogramas de rayos X mostraron una introducción parcial de los iones Ni2+ a la red de la fluorita del CeO2. El catalizador Ni0.5Ce9.5 calcinado a 600°C obtuvo la mejor actividad catalítica (T50 = 519.43 °C). Se realizó la cinética de oxidación del hollín a través de curvas light off, donde se determinó la energía de activación (Ea) y se concluyó que el catalizador Ni0.5Ce9.5(600) mejoró efectivamente la actividad catalítica (Ea = 73 kJ mol-1) generando la eliminación del hollín a una temperatura más baja.