Proyectos
Evaluación de catalizadores a base de óxidos mixtos de cerio-circonio, mediante la adsorción - desorción a temperatura programada de moléculas sonda y reactivas
Resumen
En el entendimiento del comportamiento catalítico de un sólido, la caracterización fisicoquímica tiene un papel muy importante. En la mayoría de los trabajos que se han realizado en el Grupo de Investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos, línea de investigación de procesos catalíticos, se aborda el desarrollo de nuevos catalizadores, la caracterización de propiedades fisicoquímicas de superficie y de volumen, la evaluación de las propiedades catalíticas (conversión, selectividad, rendimiento), el entendimiento de los fenómenos de desactivación, y el establecimiento de cinéticas de reacción catalítica. En muy pocos estudios se ha abordado la interacción fluido – superficie, a través del uso de técnicas de quimisorción acopladas a análisis térmico. Las investigaciones que han utilizado esta técnica se han realizado en colaboración con grupos de investigación en el exterior. La adquisición de un equipo comercial para realizar estudios de adsorción – desorción es muy elevado. Una alternativa es el diseño del sistema global, que tiene la ventaja que se puede diseñar para las necesidades específicas e intereses del grupo de investigación, a un costo inferior al del comercial, pero aún importante debido al costo asociado al equipo de detección y al sistema de medición y control de gases o vapores. Durante el periodo sabático del investigador principal, a cargo de este proyecto, en el Institute de Chimie, Institut de Chimie et Procédés pour l’Énergie, l’Environnement et la Santé (ICPEES), CNRS Université de Strasbourg, Francia, se tuvo la oportunidad de trabajar con un equipo “home made” de adsorción – desorción acoplado a un espectrómetro de masas, y se planteó la posibilidad de hacer transferencia de tecnología de laboratorio francés al laboratorio colombiano. Durante las discusiones alrededor de la transferencia de tecnología, se consideró la viabilidad de utilizar el reactor de lecho fijo diferencial, que se dispone en el laboratorio colombiano, como base, para la implementación del equipo de adsorción – desorción a temperatura programada, acoplado a espectrometría de masas. Del diseño preliminar se estableció que con modificaciones menores, previa adquisición de controladores de flujo másico y de accesorios, es posible implementar el equipo de análisis de interés. Una vez implementado el equipo y en funcionamiento, cada uno de los estudiantes de posgrado (1 de doctorado y 2 de maestría),con el apoyo de los estudiantes de pregrado integrantes del semillero de investigación, adelantarán la parte experimental para la estandarización de análisis diferentes, asociados al procesos de adsorción – desorción, utilizando los catalizadores por ellos ya sintetizados durante el desarrollo de las tesis de posgrado. Este proyecto, abordará la caracterización de sólidos, utilizados como catalizadores de oxidación, por medio de ensayos de adsorción - desorción acoplado a espectrometría de masas. En total, se implementarán tres ensayos, que aportarán conocimiento y comprensión a las tres tesis de los estudiantes de posgrado. 1) Quimisorción de moléculas sonda (H2, CO2) para la determinación del área específica y la dispersión de catalizadores a base de oro, soportado en óxidos de cerio y óxidos mixtos de cerio-circonio. 2) Quimisorción sucesiva (pulsos) de H2 y O2, para evaluar la establiidad de los ciclos redox de catalizadores óxidos mixtos de cerio-circonio-molibdeno. 3) Quimisorción de etileno y desorción en átmosfera inerte (N2) y oxidante (O2) con el fin de evaluar la interacción fluido-superficie de catalizadores de óxidación a base de oro soportado sobre óxidos de cerio. Adicionalmente, se evaluará la utilización del equipo de adsorción-desorción a temperatura programada, para la quimisorción de moléculas de alcoholes (metanol, etanol) sobre catalizadores óxidos mixtos Ce-Zr-Co, sintetizados en una tesis de maestría anterior (ya terminada).
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable