Tecnologías catalíticas para el tratamiento de agua. Eliminación de nitratos y nitritos en agua utilizando catalizadores bimetálicos

Abstract

This thesis explores the development of supported bimetallic catalysts for the removal of nitrates and nitrites in water. Initially was developed an analytical method to analyze nitrate, nitrite and ammonium, which was intended to follow developments during the chemical reaction. Then tested with various types of supports and metals. From those results which were most successful in terms of activity, conversion, selectivity to N2, so that we selected metal brackets and those in which achievement is more appropriate values. These were Pd,In and Pt, supported in alumina and silica. We developed a series of combinations of percentages metallic Pd,In on alumina and silica, and evaluated them, physical and chemical properties using various methods of characterization: TPR,FTIR,XRD,XPS. Then they were evaluated in reaction. Finally an attempt was made to correlate their behavior in reaction to their physical and chemical properties, leading to the catalysts was evaluated the most active one that had the closest relationship Pd,In(1:0.25) supported on Al2O3. The same process was followed for the catalysts of Pt, In supported in alumina and silica. Here we found that the catalyst suffered a severe and disabling process through the use of XANES and EXAFS techniques. To make the kinetic study was selected, the catalyst showed the best qualities, and evaluated different mechanisms for the development of the reactions taking place to achieve the reduction of nitrate to N2 in water. There was a good fit with the models posed adsorption species Langmuir-Hinshelwood type.

En esta tesis se estudian catalizadores bimetálicos soportados para la eliminación de nitratos y nitritos presentes en agua. A partir de la diversidad de resultados obtenidos, se optó por aquellos que resultaron mas satisfactorios en cuanto a actividad, conversión, selectividad a N2, seleccionando aquellos soportes y metales en los cuales se logro los mejores valores. Estos fueron Pd,In y Pt,In soportados en alumina y sílice. Se desarrollaron combinaciones de porcentajes metálicos Pd,In, sobre alumina y sílice y se evaluó en ellos, propiedades físicas y químicas mediante el empleo de diversas metodologías de caracterización: TPR,FTIR,DRX,XPS, etc. Luego se los evaluó en reacción. Finalmente se trato de correlacionar su comportamiento en reacción con sus propiedades físicas y químicas, llegándose a que de los catalizadores evaluados el mas activo era aquel que tenia mayor relación Pd,In(1:0.25) soportado en alumina. El mismo proceso se siguió para los catalizadores de Pt,In soportados también en alumina y sílice. Aquí se encontró que el catalizador sufría un severo proceso de desactivación y mediante el empleo de las técnicas de EXAFS y XANES.Para hacer el estudio cinético, se seleccionó, el catalizador que presentaba las mejores cualidades, y se evaluaron diversos mecanismos para el desarrollo de las reacciones que tenían lugar para lograr la reducción de los nitratos a N2 presentes en agua. Se logró un buen ajuste con los modelos que planteaban la adsorción de las especies del tipo Langmuir-Hinshelwood.