Catalytic removal of chlorinated compounds over ordered mesoporous cobalt oxides synthesised by hard-templating

This work evaluates the catalytic behaviour of a series of mesoporous bulk cobalt oxide prepared by hard-templating using SBA-15, SBA-16 and SBA-3. In addition, a bulk catalyst obtained by silica aquagel confined precipitation is also examined. The oxidation of 1,2-dichloroethane has been selected as a model reaction for determining their suitability for the efficient removal of chlorinated pollutants in gaseous waste streams. The catalytic behaviour is found to depend on the abundance of surface adsorbed oxygen species and a good low-temperature reducibility. These key physico-chemical properties are optimised for nanocasted Co3O4 prepared by using SBA-15 as hard template. This sample is characterised by a relatively high surface area, a nanorod-like morphology and a high quality 2D ordered mesoporous structure. At 375–400 °C this sample attains an efficient oxidation of the chlorinated feed to CO2 and HCl/Cl2 while keeping a reasonable stability with time.Ministry of Economy and Competitiveness (CTQ2016-80253-R) Basque Government (Grant 2011/065, IT657-13

Pd supported catalyst for gas-phase 1,2-dichloroethane abatement: Efficiency and high selectivity towards oxygenated products

Hydroxyapatite (HAP) support has been synthesised and impregnated with different amounts of Pd. The prepared Pd/HAP catalysts have been thoroughly characterised by BET, XRD, TEM, UV–visible–NIR, FTIR, XPS, CO2-TPD and NH 3-TPD techniques and tested in the DCE oxidation reaction. The characterisation of the catalysts has revealed a clear evolution of the Pd species structure, by increasing the Pd content, from highly dispersed tetrahedral coordinated Pd2+ to larger Pd2+ species particles adopting square planar geometry. The latter seems to be partially encapsulated by the HAP support. In DCE oxidation reaction the Pd/HAP system has shown an activity comparable to that of conventional system (Pd/alumina). However, the former has proved high selectivity towards the production of oxygenated products (COx (CO2 and CO)). Notably, in contrast to Pd/alumina, the DCE oxidation does not yield vinyl chloride intermediate product over Pd/HAP. This catalytic behaviour has been related to the moderate acidity of HAP compared to that of alumina together with its interaction with the Pd active phase. This report, then, considers that Pd(x)/HAP could be presented as a good alternative to those reported in the available literature.Ministerio de Economía y Competitividad (CTQ2015-73219-JIN (AEI/FEDER/UE) ENE2013-41187-R and CTQ2016-80253-R), Gobierno Vasco (GIC IT-657-13

Eliminación de contaminantes orgánicos recalcitrantes en efluentes gaseosos por óxido de cobalto

277 p.En la actualidad existe una gran conciencia social respecto a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (entre los que los clorados destacan por su toxicidad y estabilidad química) y gases efecto invernadero, limitados por legislaciones y acuerdos internacionales cada vez más restrictivos. Para el control de las emisiones se propone la combustión catalítica como la tecnología más eficaz y versátil. En esta tesis doctoral se propone el empleo de óxidos de cobalto nanoestructurados como un catalizador de propiedades mejoradas que optimizan su rendimiento para el uso en sistemas de control de emisiones. Para ello se han llevado a cabo diferentes técnicas de nanomoldeo. Mediante técnicas de soft-template se han intentado diseñar óxidos con morfología en 1, 2 y 3 dimensiones. Posteriormente se ha empleado una sílice mesoporosa para confinar el Co3O4 en los poros. Finalmente, se han empleado diferentes sílices mesoporosas como matrices sólidas mediante técnicas de hard-template para obtener catalizadores másicos con propiedades físico-químicas óptimas.Se ha analizado el comportamiento catalítico de las muestras en la oxidación de 1,2-dicloroetano y metano, y relacionado su comportamiento con las propiedades fisicoquímicas. Además, se ha hecho especial hincapié en la caracterización espectroscópica, enfatizándose en reacciones in situ y su efecto en los procesos de oxidación. Por último, el trabajo contiene diversos estudios de modelado cinético y de test de estabilidad de duración prolongada

Eliminación de contaminantes orgánicos recalcitrantes en efluentes gaseosos por óxido de cobalto

277 p.En la actualidad existe una gran conciencia social respecto a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (entre los que los clorados destacan por su toxicidad y estabilidad química) y gases efecto invernadero, limitados por legislaciones y acuerdos internacionales cada vez más restrictivos. Para el control de las emisiones se propone la combustión catalítica como la tecnología más eficaz y versátil. En esta tesis doctoral se propone el empleo de óxidos de cobalto nanoestructurados como un catalizador de propiedades mejoradas que optimizan su rendimiento para el uso en sistemas de control de emisiones. Para ello se han llevado a cabo diferentes técnicas de nanomoldeo. Mediante técnicas de soft-template se han intentado diseñar óxidos con morfología en 1, 2 y 3 dimensiones. Posteriormente se ha empleado una sílice mesoporosa para confinar el Co3O4 en los poros. Finalmente, se han empleado diferentes sílices mesoporosas como matrices sólidas mediante técnicas de hard-template para obtener catalizadores másicos con propiedades físico-químicas óptimas.Se ha analizado el comportamiento catalítico de las muestras en la oxidación de 1,2-dicloroetano y metano, y relacionado su comportamiento con las propiedades fisicoquímicas. Además, se ha hecho especial hincapié en la caracterización espectroscópica, enfatizándose en reacciones in situ y su efecto en los procesos de oxidación. Por último, el trabajo contiene diversos estudios de modelado cinético y de test de estabilidad de duración prolongada