Ingeniería y Arquitectura
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Item Evaluación de un fotocatalizador de óxido de titanio (IV) generado a partir de Ti metálico sobre vidrio conductor (FTO) para su implementación en la degradación de contaminantes persistentes en medios acuosos(2023) Simmons Coto, Keylan Yamir; Sanabria Chinchilla, JeanItem Evaluación de catalizadores heterogéneos de Fenton basados en cobalto, hierro y manganeso, soportados sobre un sustrato de diatomita, para la degradación de Bromacil presente en agua(2019) Gonzaga Alemán, Xoshilt; Durán Herrera, EstebanEl presente proyecto de investigación tuvo como objetivo principal la evaluación de catalizadores heterogéneos de Fenton basados en cobalto, hierro y manganeso, soportados sobre un sustrato de diatomita, para la degradación de Bromacil, como contaminante emergente modelo, presente en agua. Se sintetizaron nueve catalizadores (tres de cada metal) soportados sobre diatomita mediante el método de impregnación incipiente a tres porcentajes diferentes (2 %, 4 % y 6 % de cada metal) y posteriormente se calcinaron dichos catalizadores. Se escogieron los tres catalizadores con el mayor porcentaje de metal (6 %) para realizarles un estudio de adsorción con respecto a la disolución acuosa de Bromacil utilizada (1 mg/L). Se obtuvo adsorción no significativa. Se utilizaron los nueve catalizadores mencionados anteriormente y se aplicó la metodología Taguchi para realizar un diseño estadístico de experimentos. Se utilizó un arreglo ortogonal L9, en donde las variables experimentales fueron el metal utilizado, el porcentaje de dicho metal, el pH de la solución, y la concentración inicial del peróxido de hidrógeno. La variable de respuesta fue el porcentaje de degradación total del contaminante modelo a un tiempo de reacción de 15 minutos. Mediante el proceso de oxidación avanzada con los catalizadores heterogéneos de Fenton utilizados se generaron bajos porcentajes de degradación (5,143 % en promedio) del herbicida acuoso. Con tales resultados del diseño estadístico Taguchi y al realizar el análisis de varianza de la variable respuesta, se obtuvo que las mejores condiciones para la degradación del Bromacil presente en agua fueron las siguientes: utilizar el catalizador de diatomita impregnada en cobalto al 4 %, la solución a un pH de 5 y una concentración de peróxido de hidrógeno de 20 mg/L. Además, se realizó una prueba para determinar la capacidad de reutilización del catalizador que demostró el mejor desempeño, es decir, cobalto...Item Evaluación del desempeño de un catalizador de níquel-alúmina a diferentes condiciones de operación para la producción de hidrógeno mediante reformado en fase acuosa(2018) Cartín Muñoz, Felipe; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste trabajo expone el desempeño de un catalizador de níquel soportado en alúmina para producir hidrógeno utilizando reformado en fase acuosa (APR) de metanol. A través de la tasa de generación de hidrógeno en la reacción y por medio de un diseño Taguchi L8 se distinguió la diferencia que existe al variar la temperatura, cantidad de metanol, y cantidad de catalizador utilizado. Se caracterizó el catalizador midiendo: el área superficial de la alúmina que fue de 88 m2/g, el porcentaje de níquel por medio de absorción atómica que fue de 1% antes de ser calcinado. Una prueba de difractometría de rayos X (XRD), reveló la presencia de Ni(Al2O4) y también de -alúmina basado en los ángulos analizados, además el material presentó baja cristalinidad. Al catalizador reducido se le realizó un SEM y se determinó por medio de un EDX la composición del material; detectando un 3% de níquel. El análisis evidenció puntos específicos donde el porcentaje de níquel fue de 4.9 % debido a la formación estructuras cristalinas escamosas blancas y acumulación de níquel en sitios puntuales. El análisis estadístico evidenció diferencias significativas en la tasa de generación de hidrógeno para el caso de la temperatura pero para la cantidad de metanol y cantidad de catalizador las diferencias no fueron relevantes. Se utilizó las condiciones de la corrida 6 que dio una tasa de 2477 ¿mol/(g cat·h) para medir de manera preliminar la desactivación de catalizador. En un proceso de cuatro corridas consecutivas durante 8 horas de reacción no se detectó diferencia en la tasa de producción por lo que se concluyó que el catalizador no presentó desactivación durante este periodo de operación si no se expone a ambientes con oxígeno presente. Se recomienda realizar el estudio con mezclas de materias primas como material biomásico y subproductos de mezclas de alcoholes para determinar variaciones en la tasa de generación de hidrógeno.Item Evaluación preliminar del desempeño de un catalizador de níquel-cobre para la conversión de bio-etanol a etileno(2018) Ceciliano Alvarado, Chris; Miranda Morales, Bárbara CristinaEn la investigación presente se evaluó un catalizador bi-funcional de níquel-cobre en la conversión de bio-etanol a etileno. El catalizador consistió en alúmina impregnada con níquel y cobre (10 % de metal total). Para esto se sintetizó alúmina a partir de una precipitación entre nitrato de aluminio e hidróxido de sodio, con un rendimiento entre el 50 % y 70 %. La calcinación fue llevada a cabo a 500 °C por 4 horas. La impregnación de los metales se llevó a cabo por el método incipiente. En la caracterización de los materiales se obtuvo un área superficial de 190 m2/g para el soporte de alúmina, 129 m2/g para el catalizador con la proporción Ni:Cu 1:8 y 155.9072 m2/g para el catalizador con la proporción Ni:Cu 1:2. Las partículas de los catalizadores contaban con un tamaño entre los 212 ¿m y 300 ¿m, con morfología irregular y superficies muy porosas. Se realizaron varias pruebas previas para evaluar el funcionamiento mecánico del sistema, a través de las cuales se definió un flujo del gas de arrastre de 55 ml/min, un flujo de la bomba de 0.1 ml/min) y la masa de catalizador de 0.15 g, y se trabajó en un rango de temperaturas entre los 300 °C y 450 °C y concentraciones de etanol entre el 20 % y 100 %. Con la técnica de cromatografía de gases utilizando la columna Carboxen-1010 PLOT (Porous Layer Open Tubular) (30 m x 0.53 mm ID) se identificó claramente el etileno con un tiempo de retención de 6 minutos. De igual forma, bajo la técnica de cromatografía de gases utilizando la columna SH- Rtx-5 (30 m x 0.25 mm ID x 0.25 ¿m df) se logró identificar el acetaldehído a 2.3 minutos y el ácido acético a 7.3 minutos, sin embargo, no fue posible la adecuada separación de los analitos éter etílico y etanol. A raíz de ésto se desarrolló un método de deconvolución para estos picos traslapados, bajo el modelo de gaussiano, obteniendo un R-cuadrado mayor a 0.9. A 400 °C utilizando el catalizador Ni:Cu 1:8 y un 20%...