Escalado de la preparación de catalizadores tipo Al/Fe-PILC en medio concentrado y su evaluación catalítica en la oxidación de fenol en medio acuoso diluido

Se reporta por primera vez la preparación del catalizador tipo arcilla pilarizada con Al/Fe en una escala de 10 kg a partir de precursores en medio concentrado y se evaluó su eficiencia catalítica en la reacción de peroxidación catalítica en fase húmeda (PCFH) de fenol. En primer lugar, para llevar a cabo el escalamiento se identificó mediante el estudio de cuatro arcillas de origen colombiano (C1, C2, C3 y BV), que el material C2 mostró el mayor potencial como mineral de partida en la preparación del catalizador Al/Fe-PILC ya que presentó el mejor rendimiento catalítico en la PCFH de naranja de metilo (decolorización ~ 70 % y eliminación de carbono orgánico total ~ 50 %) en función de las importantes propiedades fisicoquímicas tanto del material de partida como del pilarizado. En segundo lugar, se optimizaron las condiciones de preparación de una disolución intercalante concentrada, empleando una metodología alternativa usando aluminio elemental, mediante la cual se preparó una disolución intercalante con una concentración total de metales cercana a 5,0 mol/L. El catalizador preparado presentó un elevado rendimiento catalítico en la reacción PCFH de fenol (conversión de fenol del 92 % en 135 min de reacción y mineralización de COT equivalente al 45 % en 210 min de reacción). En tercer lugar, se evaluaron tres modos de intercalación, los cuales se diferenciaron por la presencia y ausencia de un medio de dispersión (etanol/agua/sin medio de dispersión); en éste caso, se encontró que la intercalación en ausencia de medio de dispersión fue la estrategia más apropiada ya que el aluminosilicato intercalado/pilarizado a escala de laboratorio exhibió propiedades fisicoquímicas (alta incorporación de Al y Fe; d001 ~ 17,0 Å; SBET ~ 100 m2/g y la presencia de verdaderos pilares mixtos de Al/Fe estabilizados en el espacio interlaminar) comparables con las obtenidas mediante el método preparación estándar a partir de precursores muy diluidos. Finalmente, al preparar el catalizador a 10 kg se encontró que las propiedades fisicoquímicas que resultaron principalmente afectadas fueron la expansión del espaciado basal y las propiedades texturales.

• Autores: Muñoz Alvear, Helir Joseph
• Fecha de publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/68972
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/68972; http://bdigital.unal.edu.co/70347/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 54 Química y ciencias afines / Chemistry; Esmectita; Composición mineralógica; Al/Fe-PILC; Precursores concentrados; Intercalación; Escalamiento a 10 kg; Peroxidación catalítica en fase húmeda; Fenol y naranja de metilo; Smectite; Mineralogical composition; Al/Fe-PILC; Concentrated precursors; Intercalating; 10 kg Scaling-up; Catalytic wet peroxide oxidation; Phenol and methyl orange
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