Diseño de catalizadores para la eliminación de compuestos orgánicos y material particulado en emisiones de motores diesel

Considerando que las emisiones provenientes de la combustión contienen distintos polutantes gaseosos es de esperar que un catalizador apto debe contener más de un componente para alcanzar alta eficiencia en la reducción de las emisiones. Por ello se considera como hipótesis de trabajo que la incorporación de mayor número de componentes activos en el catalizador que operen sinérgicamente pueden incrementar fuertemente la actividad catalítica mecanismo redox del tipo Mars-van Krevelen (MVK). Para esto se plantea la utilización de catalizadores de oxídicos de metales de transición (cobalto) promovidos con metales nobles (Au y Rh) para mejorar propiedades tales como actividad y resistencia. Por lo tanto, el objetivo general de esta tesis Doctoral se orienta al diseño y obtención de catalizadores aptos para ser utilizados en fuentes móviles de emisiones gaseosas, principalmente de emisiones provenientes de motores Diesel. Particularmente se aborda el estudio de materiales catalíticos efectivos para la eliminación de hidrocarburos remanentes (HC) en presencia NOx, donde las moléculas modelos son propano (hidrocarburo saturado) y naftaleno (hidrocarburo policíclico), y de material particulado (Diesel Soot). Se estudian catalizadores de óxidos de cobalto soportados sobre óxidos simples tales como: sílice, alúmina y zirconia. Algunos de estos sistemas serán modificados mediante el agregado de metales nobles (oro y rodio) con el fin de lograr una promoción de la actividad.Facultad de Ciencias Exacta

Catalizadores de oxidos de cobalto, cobre y niquel, soportados sobre zirconia para la combustion catalitica de propano y naftaleno

Debido al incremento de contaminación atmosférica en este trabajo se busca diseñar catalizadores activos para disminuir la concentración de contaminantes presentes en fuentes móviles de emisión. Particularmente se busca disminuir la concentración de hidrocarburos remanentes. Se prepararon catalizadores con óxidos de metales de transición (Co,Cu,Ni) soportados sobre zirconia hidratada. Los catalizadores fueron caracterizados con diferentes técnicas fisicoquímicas (DRX, TPR y DRS) y se evaluó la actividad catalítica de los materiales en la reacción de combustión de propano y naftaleno. De los resultados se determinó que los catalizadores presentan muy buena actividad para la total eliminación de ambos contaminantes.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Efecto promotor del agregado de rodio al catalizador de óxido de cobalto soportado sobre zirconia en la combustión catalítica de hidrocarburos

En este trabajo se estudian las reacciones de combustión de hidrocarburos (propano y naftaleno) en presencia de catalizadores: CoₓZt (x = 1; 5 y 10), RhZt y RhCo₅Zt. Estos catalizadores fueron preparados por impregnación de ZrO₂.nH₂O con soluciones acuosas de Co(NO₃)₂ y /o Rh (NO₃)₃ a pH=10. Los catalizadores se caracterizaron mediante DRX, Microscopía SEM-EDS y RTP. Las medidas de actividad catalítica fueron realizadas en un micro-reactor de lecho fijo. Todos los catalizadores que contienen fases oxídicas de cobalto (Co₃O₄) presentan una buena actividad catalítica para la combustión de ambos hidrocarburos. La adición de rodio incrementa la actividad catalítica.Hydrocarbon (propane and naphthalene) combustion reactions were studied in presence of catalysts: CoₓZt (x=1; 5 and 10), RhZt and RhCo₅Zt.. The catalysts were prepared by impregnation of ZrO2·nH2O into an aqueous solution of Co(NOO₃)₂ and /or Rh (NO₃)₃ at pH = 10. Catalysts were characterized by XRD, TPR and SEM-EDS. Measurements of catalytic activity were performed in a fixed bed micro-reactor. All catalysts containing cobalt species (Co₃O₄) exhibit a good activity for propane and naphthalene combustion reactions, and the rhodium addition increases the catalytic activity.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Catalizadores de oxidos de cobalto, cobre y niquel, soportados sobre zirconia para la combustion catalitica de propano y naftaleno

Debido al incremento de contaminación atmosférica en este trabajo se busca diseñar catalizadores activos para disminuir la concentración de contaminantes presentes en fuentes móviles de emisión. Particularmente se busca disminuir la concentración de hidrocarburos remanentes. Se prepararon catalizadores con óxidos de metales de transición (Co,Cu,Ni) soportados sobre zirconia hidratada. Los catalizadores fueron caracterizados con diferentes técnicas fisicoquímicas (DRX, TPR y DRS) y se evaluó la actividad catalítica de los materiales en la reacción de combustión de propano y naftaleno. De los resultados se determinó que los catalizadores presentan muy buena actividad para la total eliminación de ambos contaminantes.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Catalizadores de oxidos de cobalto, cobre y niquel, soportados sobre zirconia para la combustion catalitica de propano y naftaleno

Debido al incremento de contaminación atmosférica en este trabajo se busca diseñar catalizadores activos para disminuir la concentración de contaminantes presentes en fuentes móviles de emisión. Particularmente se busca disminuir la concentración de hidrocarburos remanentes. Se prepararon catalizadores con óxidos de metales de transición (Co,Cu,Ni) soportados sobre zirconia hidratada. Los catalizadores fueron caracterizados con diferentes técnicas fisicoquímicas (DRX, TPR y DRS) y se evaluó la actividad catalítica de los materiales en la reacción de combustión de propano y naftaleno. De los resultados se determinó que los catalizadores presentan muy buena actividad para la total eliminación de ambos contaminantes.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Co-Rh modified natural zeolites as new catalytic materials to oxidize propane and naphthalene from emission sources

Natural zeolites as a raw material to prepare catalytic precursors for the oxidation reaction of linear and poly-aromatic hydrocarbons are reported in this work. The process consisted in the formation of mono- and bi-metallic species containing Co and Co-Rh on natural zeolite tuffs. The materials are analyzed by different physicochemical techniques and used as catalysts for propane and naphthalene oxidation in emissions sources. Comparatively, Rh-zeolites are the most active catalysts for propane conversion. In this case, the formation of mixed oxides seems to be conditioned by surface properties. It could also be suggested that the Rh incorporation on a non-active phase in bimetallic catalysts impacts the effectiveness of the system. In addition, the NO presence increases the activity of bimetallic materials. Rh-Co zeolite systems markedly influence the naphthalene combustion temperature. Whereas in the absence of a catalyst a conversion rate of 50% and 100% is reached at 430 C and 485 °C, respectively. It is interesting to observe that for RhCoCli-Mor and RhCoCli catalyst the 100% conversion is reached at 250 °C.Fil: Leguizamón Aparicio, María Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas ; ArgentinaFil: Canafoglia, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; ArgentinaFil: Ocsachoque, Marco Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas ; ArgentinaFil: Lick, Ileana Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Botto, Irma Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica ; Argentin

Promoting effect of palladium on ZnAl2O4-supported catalysts based on cobalt or copper oxide on the activity for the total propene oxidation

Palladium-modified Co-ZnAland Cu-ZnAl materials were used and found active for the catalytic oxidation of propene and propane. According to the results obtained by XRD, TPR and XPS, the zinc aluminate-supported phases are oxide phases, Co3 O4, CuO and PdOx for Co-ZnAl, Cu-ZnAl and Pd-ZnAl catalysts, respectively. These reducible oxide species present good catalytic activity for the oxidation reactions. The addition of palladium to Co-ZnAl or Cu-ZnAl samples promoted the reducibility of the system and, consequently, produced a synergic effect which enhanced the activity for the propene oxidation. The PdCo-ZnAl sample was the most active and exhibited highly dispersed PdOx particles and surface structural defects. In addition, it exhibited good catalytic stability. The H2 pre-treated PdCu-ZnAl, PdCo-ZnAl and Pd-ZnAl samples showed higher activity than the original oxide catalysts, evidencing the important role of the oxidation state of the species, mainly of the palladium species, on the catalytic activity for the propene combustion. The synergic effect between metal transition oxides and PdOx could not be observed for the propane oxidation.Fil: Ocsachoque, Marco Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Leguizamón Aparicio, María Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Casella, Mónica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Lick, Ileana Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin

Promoting Effect of Palladium on ZnAl2O4-Supported Catalysts Based on Cobalt or Copper Oxide on the Activity for the Total Propene Oxidation

Palladium-modified Co-ZnAland Cu-ZnAl materials were used and found active for the catalytic oxidation of propene and propane. According to the results obtained by XRD, TPR and XPS, the zinc aluminate-supported phases are oxide phases, Co3O4, CuO and PdOx for Co-ZnAl, Cu-ZnAl and Pd-ZnAl catalysts, respectively. These reducible oxide species present good catalytic activity for the oxidation reactions. The addition of palladium to Co-ZnAl or Cu-ZnAl samples promoted the reducibility of the system and, consequently, produced a synergic effect which enhanced the activity for the propene oxidation. The PdCo-ZnAl sample was the most active and exhibited highly dispersed PdOx particles and surface structural defects. In addition, it exhibited good catalytic stability. The H2 pre-treated PdCu-ZnAl, PdCo-ZnAl and Pd-ZnAl samples showed higher activity than the original oxide catalysts, evidencing the important role of the oxidation state of the species, mainly of the palladium species, on the catalytic activity for the propene combustion. The synergic effect between metal transition oxides and PdOx could not be observed for the propane oxidation.Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Co-Rh modified natural zeolites as new catalytic materials to oxidize propane and naphthalene from emission sources

Natural zeolites as a raw material to prepare catalytic precursors for the oxidation reaction of linear and poly-aromatic hydrocarbons are reported in this work. The process consisted in the formation of mono- and bi-metallic species containing Co and Co-Rh on natural zeolite tuffs. The materials are analyzed by different physicochemical techniques and used as catalysts for propane and naphthalene oxidation in emissions sources. Comparatively, Rh-zeolites are the most active catalysts for propane conversion. In this case, the formation of mixed oxides seems to be conditioned by surface properties. It could also be suggested that the Rh incorporation on a non-active phase in bimetallic catalysts impacts the effectiveness of the system. In addition, the NO presence increases the activity of bimetallic materials. Rh-Co zeolite systems markedly influence the naphthalene combustion temperature. Whereas in the absence of a catalyst a conversion rate of 50% and 100% is reached at 430 C and 485 °C, respectively. It is interesting to observe that for RhCoCli-Mor and RhCoCli catalyst the 100% conversion is reached at 250 °C.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias AplicadasCentro de Química Inorgánic

Zirconia-Supported Copper and KNO3 Catalysts for Diesel Soot Combustion. Deactivation by Hydrotreatment and SO2

In this study, the sulfur tolerance and hydrothermal stability of Cu-KNO3/ZrO2 catalysts in catalytic diesel soot oxidation were investigated. Supported alkaline nitrate catalysts have shown excellent activity for soot oxidation in the presence of O2 or NO/O2. High-temperature water vapor treatments do not affect the catalytic activity, suggesting a good hydrothermal stability of the catalysts. Treatments performed at high SO2 concentration lead to a partial deactivation of the catalysts for the combustion reaction in the presence of O2. The presence of copper improves the sulfur tolerance of the KNO3/ZrO2 catalyst for the combustion of soot in the presence of NOx. NO/O2 present in the feed flow of the reactor can regenerate in situ nitrate anions that provide the redox cycles required for the reaction.Fil: Mosconi, Sandra Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Ruiz, Maria Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Leguizamón Aparicio, María Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Ponzi, Marta Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Investigaciones en Tecnología Química; ArgentinaFil: Lick, Ileana Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Ponzi, Esther Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin