10_Ficha_89_Resumen CONIA 2014

Tema: "PREPARACIÓN DE REACTORES D MEMBRANA CATALÍTICA POR TÉCNICA DE
PULVERIZACIÓN CATÓDICA"
Autor: Oscar Osegueda
En función de reducir los costos de preparación de reactores de membrana catalítica (CMR, por
sus siglas en inglés), esta investigación utilizó la técnica de pulverización catódica para su
preparación y por tanto reducir la cantidad de catalizador incorporado a la matriz de soporte, así
como también, posibilitó la deposición selectiva de la fase activa sobre superficie externa del
reactor donde se llevará a cabo la reacciones de interés.
Objetivos
Preparar reactores de membrana catalítica mediante la técnica de pulverización catódica
Probar los reactores preparados por la técnica de pulverización en la reacciones de generación de
peróxido de hidrógeno y oxidación de compuestos fenólicos
Metodología
Se utilizó membranas cerámicas de micro y nano filtración como matriz de soporte para la
preparación de los CMRs. Estas fibras fueron previamente acondicionadas mediante un
tratamiento químico para mejorar las propiedades superficiales de las membranas y facilitar la
deposición de diferentes fases activas. Las fases catalíticas seleccionadas en este investigación
fueron paladio metálico como fase principal y los óxidos de ceria, oxido de hierro y oxido de cobre.
Una vez incorporadas cada una de las fases en los CRMs, estos fueron utilizados en dos reacciones,
la primera es la generación de peróxido de hidrógeno a partir de aire sintético e hidrógeno y la
segunda reacción es la oxidación de compuestos fenólicos mediante la reacción de Fenton
utilizando peróxido de hidrógeno generado in situ.
Resultados
Los reactores preparados mediante la técnica de pulverización catódica fueron comparados con
otros CMRs preparados por técnicas convencionales. De acuerdo a los calculos realizados, los
reactores preparados por esta novedosa técnica posibilitó la reducción de hasta 150 veces la
cantidad de catalizador de Pd, así mismo, se observó mediante microscopia electrónica que dicha
fase fue selectivamente depositada sobre la superficie externa de las membranas cerámicas, lo
que implica un uso más efectivo de dicha fase en las reacciones de interés.
El uso de estos reactores en la reacción de generación de peróxido de hidrógeno presentó una
elevada productividad, sin embargo, se observaron algunos problemas de estabilidad en la
actividad catalítica del Pd. Para la reacción de oxidación de compuestos fenólicos, nuevamente
estos reactores presentaron elevadas eficiencias en la remoción de dichos compuestos en fase
acuosa, aunque lamentablemente se observaron nuevamente problemas con la actividad de
dichos reactores.
La desactivación de las fases catalíticas fueron estudiadas y se observó que existe un proceso de
transformación de la estructura metálica del paladio, generándose una solución sólido-gas que
desactiva la funcionalidad del metal noble durante la reacción de generación de peróxido de
hidrógeno.