Preparación, caracterización y comparación de soportes catalíticos estructurados para reactores de lecho percolador, con aplicación en ozonización catalítica heterogénea

Abstract

El proyecto de investigación tuvo como objetivo preparar, caracterizar y comparar tres diferentes soportes estructurados para reactores de lecho percolador con aplicación en ozonización catalítica heterogénea. Específicamente como soporte se utilizaron espumas cerámicas, honeycombs y pellets esféricos, los cuales fueron escogidos por medio de una matriz de selección utilizando diferentes criterios como el costo, la eficiencia en procesos oxidativos, propiedades mecánicas, porosidad, área superficial, entre otros. Asimismo, se decidió utilizar un catalizador de dióxido de titanio para la inmovilización de los soportes. Por otro lado, se escogió como contaminante modelo la cafeína, al ser esta un contaminante emergente con impacto en la salud humana y en el medio ambiente. La investigación fue dividida en tres etapas, la primera de ellas fue la realización de pruebas previas para definir un método de cuantificación para la cafeína y las posibles concentraciones de trabajo; se definió un método ultravioleta-visible, elaborando una curva de calibración entre los 10 mg/L y los 70 mg/L para la cuantificación del analito. Asimismo se realizaron ajustes técnicos y pruebas al reactor de lecho percolador con el fin de definir los posibles flujos de trabajo de líquido y gas que podían utilizarse. Por último, durante esta primera etapa se realizaron pruebas a los soportes, con el fin de conocer la conversión de cafeína que permiten cuando no se encuentran con el catalizador, y poder atribuirle una mejora al proceso, al ser los mismos inmovilizados con dióxido de titanio. Durante la segunda etapa, se realizó la inmovilización de los soportes preparando una suspensión de dióxido de titanio y colocando los soportes en la misma por un tiempo definido para luego vaciar la suspensión, y posteriormente secar a 120 °C y calcinar a 700 °C. Con el fin de caracterizar el soporte inmovilizador con el catalizador se realizaron pruebas...