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Sistemas bimetálicos de Cu-Fe/Mordenita con capacidad potencial como catalizador para la reducción de NO
Bimetallic Systems Capable of Cu-Fe/Mordenite Potential as a Catalyst for the Reduction of NO
Ana Linda Misquez Mercado
Felipe Francisco Castillón Barraza
Inocente Rodríguez Iznaga
Acceso Abierto
Atribución
Reducción de NO,Intercambio iónico,Mordenita,Hierro,Cobre
En este trabajo se presenta un estudio sobre la síntesis, caracterización y actividad catalítica en la reacción de reducción de NO de sistemas bimetálicos de Cu-Fe/mordenita, obtenidos por el método de intercambio iónico en disolución acuosa. Los intercambios iónicos se realizaron de modo simultáneo (con disoluciones mixtas de Cu<sup>2+</sup>-Fe<sup>2+</sup>) y sucesivo (incorporando primero un catión y luego el otro). Los resultados mostraron que el intercambio iónico entre los cationes Cu<sup>2+</sup> y Fe<sup>2+</sup> en esta mordenita tiene un marcado carácter reversible, manifestado por el remplazo de hierro y cobre en las formas monometálicas, según corresponda, para obtener las formas bimetálicas. Dependiendo del orden de intercambio sucesivo practicado, en los sistemas bimetálicos predomina el porcentaje del metal que se intercambió en segundo orden. El intercambio de los cationes Cu<sup>2+</sup> y Fe<sup>2+</sup>, realizado de forma simultánea con las disoluciones mixtas de estos cationes para obtener las formas bimetálicas, se favorece con el incremento de la fracción de volumen de la correspondiente disolución intercambiadora de cada catión. Todas las muestras monometálicas y bimetálicas de esta mordenita intercambiadas con cationes del cobre y hierro poseen un área superficial mayor que el área de la mordenita de partida no intercambiada. Los sistemas bimetálicos poseen una menor temperatura para la descomposición del 50 % de NO que el sistema monometálico Cu/MOR, indicando que la incorporación de hierro favorece la formación sitios activos para la catálisis a una menor temperatura y que la actividad catalítica es mayor en los sistemas bimetálicos. Los estudios de UV-vis y TPD indican la existencia de diferentes sitios para estabilizar el NO en la superficie de estos sistemas catalizadores. El comportamiento de la actividad catalítica sugiere la existencia de diferentes sitos activos para la catálisis, siendo asociada su mayor actividad a la presencia de cúmulos de iones de cobre y especies Cu-OFe, posiblemente en la forma de dímeros. La mayor actividad catalítica, con altos y estables porcentajes de conversión de NO para todo el intervalo de temperatura, corresponde a los sistemas bimetálicos obtenidos por intercambios sucesivos donde el Cu<sup>2+</sup> fue incorporado como segundo catión, después del Fe<sup>2+</sup>.
This paper presents a study on the synthesis, characterization and catalytic activity in the reduction reaction of NO bimetallic systems Cu/Fe/mordenite, obtained by the method of ion exchange in aqueous solution. The ionic exchanges were performed simultaneously (with mixed solutions of Cu<sup>2+</sup> - Fe<sup>2+</sup>) and sucesive (incorporating a cation first and then the other). The results showed that the ion exchange between the cation Cu<sup>2+</sup> and Fe<sup>2+</sup> in this mordenite is markedly reversible, manifested by the replacement of iron and copper monometallic forms, as applicable, for bimetallic forms. Depending on the order of successive exchange practiced in bimetallic systems dominates the percentage of metal that was exchanged in the second order. The exchange of cations Cu<sup>2+</sup>, Fe<sup>2+</sup> performed simultaneously with the mixed solutions of these cations to obtain bimetallic forms, is favored with increasing volume fraction of the appropriate dilution of each cationexchange. All samples monometallic and bimetallic this mordenite exchanged with cations of copper and iron have a larger surface area than the area of the starting mordenite not exchanged. Bimetallic systems have a lower temperature for the decomposition of 50 % of NO than the monometallic MORCu system, indicating that the incorporation of iron promotes the formation active sites for catalysis to a lower temperature and that the catalytic activity is higher in the bimetallic systems. Studies UV-vis and TPD indicate the existence of different locations to stabilize sites the NO in the surface of these catalyst systems. The behavior of the catalytic activity suggests the existence of different active sites for catalysis, being associated with its relatively high activity to the presence of copper ion clusters and Cu-O-Fe species, possibly in the form of dimers. The higher catalytic activity, with high and stable rates of conversion of NO to the entire temperature range, corresponding to bimetallic systems obtained by successive exchanges where the Cu<sup>2+</sup> was incorporated as a second cation, after Fe<sup>2+</sup>.
CICESE
2012
Tesis de maestría
Español
Misquez Mercado, A.L.2012.Sistemas bimetálicos de Cu-Fe/Mordenita con capacidad potencial como catalizador para la reducción de NO.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.68 pp.
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