Proyectos
Estudio de las propiedades fisicoquímicas de tres minerales colombianos de arcilla como soportes catalíticos potenciales para la obtención de catalizadores de Níquel
Resumen
Los catalizadores industriales son considerados materiales estratégicos con alto valor científico y tecnológico ya que están involucrados en más del 90% de estos procesos, además su papel en la remediación y protección del ambiente es fundamental. Los sólidos basados en metales nobles se emplean ampliamente en la industria química, pero su alto costo y baja disponibilidad han impulsado el uso de metales menos costosos como el Ni. No obstante, la coquización, la sinterización y la pasivación del metal disminuyen la actividad y estabilidad de los sistemas basados en Ni. Los catalizadores deben exhibir una alta actividad, selectividad, estabilidad, resistencia al envenenamiento y a la sinterización cuando se someten a variaciones de flujo, presión y temperatura durante un proceso industrial. Generalmente, estos materiales están constituidos por NiO (5-20%) soportado sobre Al2O3 o SiO2 y son obtenidos por impregnación húmeda. La naturaleza del soporte juega un papel importante en el comportamiento de un catalizador. El material de partida define propiedades como el tipo de porosidad, la reactividad de la superficie (acidez), la estabilidad térmica, entre otras; tales características pueden modularse directamente a través del método de síntesis. Los minerales de arcilla son de gran interés debido a su gran abundancia, inocuidad, bajo costo, acidez inherente y por ser modulables a voluntad. Según el tipo de mineral y su aplicación, una arcilla puede modificarse vía pilarización, delaminación o tratamiento ácido. La incorporación de Ni en aluminosilicatos con estructura laminar (arcillas) genera óxidos mixtos con determinadas propiedades en función de la composición, tratamientos térmicos y parámetros de síntesis. Por lo tanto, la selección y ejecución de la metodología para soportar la fase activa (Ni) es fundamental. La técnica más sencilla y utilizada es la impregnación pero, según las variables empleadas (condiciones de sobresaturación, agitación, temperatura, tipo de precursor metálico empleado, etc.) pueden sintetizarse sólidos con una baja dispersión metálica favoreciendo la pérdida de área superficial, la sinterización de la fase activa y la desactivación catalítica. La autocombustión es un método de síntesis de nanopartículas que emplea una sal del metal de interés como agente oxidante (preferentemente nitratos) y un combustible orgánico (urea, carbohidrazida, glicina, ácido cítrico, etilenglicol) como agente reductor. La auto-ignición de la mezcla inicia la descomposición exotérmica de todo el material orgánico y los nitratos. El producto final es un sólido con una gran área superficial debido a la evolución de la gran cantidad de gases generados durante la síntesis. La autocombustión es un proceso fácil y rápido que permite controlar la composición, estructura, homogeneidad, textura y pureza del óxido formado. En el contexto descrito, este trabajo pretende estudiar el efecto que ejerce el empleo de tres tipos de minerales de arcilla modificados (Bentonita, vermiculita y haloisita) como soportes catalíticos para la obtención de catalizadores de Ni (5%p/p). Además busca establecer la factibilidad de la autocombustión como estrategia para incorporar dicha fase activa, generando una alternativa al uso de la impregnación húmeda incipiente. La evaluación catalítica en la hidroconversión de decano será empleada no solo como un test catalítico modelo para evidenciar el desempeño de los sólidos sino también como una técnica de caracterización de la acidez de los mismos. Los resultados de la caracterización integral de los sólidos sintetizados, aportarán herramientas para la obtención controlada de catalizadores de Ni activos, selectivos y estables, a su vez que se dará mayor valor agregado a minerales de arcilla colombianos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2017-2018
Modalidad:Modalidad única
Responsable