Identifying the active sites in catalytic hydrodesulfuration

Este artículo analiza las evidencias de estudios experimentales para deducir un nuevo mecanismo de reacción de hidrodesulfuración (HDS), donde el sitio activo es similar a un carbono sulfurado (¨CS¨) unido a un metal. Además, en base a la ecuación de Chianelli (MoS₂-ₓCₓ), se comprobó que la estructura con composición MoCS es el sitio activo. Esta investigación identifica el mecanismo de reacción (después de la activación inicial) y modifica la ecuación química que tradicionalmente se ha utilizado en la hidrodesulfuración. El artículo ayuda a entender que la presencia de compuestos carbonosos en los catalizadores de HDS desarrolla nuevos sitios catalíticos mejorados. Este trabajo, también ayuda a poner fin a la controversia sobre la naturaleza de la fase activa en HDS, al proponer un nuevo mecanismo nunca antes propuesto.This article analyzes the evidences of experimental studies to deduce a new reaction mechanism of Hydrodesulfurization (HDS), where the active site is similar to a sulphided carbon (¨CS¨) bonded to a metal. In addition, based on the Chianelli equation (MoS₂-ₓCₓ), the structure with MoCS composition was found to be the active site. This research identifies the reaction mechanism (after the initial activation) and modifies the chemical equation that traditionally has been used in Hydrodesulfurization. The article helps to understand that the presence of carbonaceous compounds in the HDS catalysts develops new improved catalytic sites. This work also helps to end the controversy on the nature of the active phase in HDS, by proposing a new mechanism never before proposed

Study of the photocatalytic degradation of the Orange II dye, when titania is doped with Ag and graphene

En este estudio se prepararon catalizadores como TiO₂, Ag/TiO₂, óxido de grafeno/TiO₂, fueron sintetizados por el método sol-gel y calcinados a 450°C. Los catalizadores fueron estudiados analizado la difracción de rayos X, espectroscopia Raman y MEB. Se probaron las propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Naranja II, usando luz visible. Las muestras tienen estructuras cristalinas con la fase anatasa, y son materiales mesoporosos. En el estudio de MEB se identificaron las láminas de óxido de grafeno y la existencia de partículas de plata sobre las partículas del TiO₂. Además, se propusieron los mecanismos que explican los pasos de la activación de los sitios fotocatalíticos de la titania y se aclaró como la plata y el grafeno evitan la recombinación del hueco-electrón.In this study, catalysts such as TiO₂, Ag/TiO₂, graphene oxide/TiO₂ were prepared, synthesized by the sol-gel method and calcined at 450°C. The catalysts were studied by analyzing X-ray diffraction, Raman spectroscopy and SEM. The photocatalytic properties in the degradation of Orange II dye was tested using visible light. The samples have crystalline structures with the anatase phase, and are mesoporous materials. In the SEM study, the graphene oxide sheets and the existence of silver particles on the TiO₂ particles were identified. In addition, the mechanisms that explain the activation steps of the photocatalytic sites of titania were proposed and it was clarified how silver and graphene prevent hole-electron recombination

El efecto del fósforo en las reacciones de hidrodesulfuración

Mediante este trabajo se analiza la naturaleza de la fase activa y se examina la ecuación química que tradicionalmente se ha utilizado en hidrodesulfuración (HDS) y la nueva propuesta. Mediante la nueva propuesta que explica la fase activa de la HDS, donde se cambia completamente el concepto que se tenía sobre el efecto de la deposición de compuestos de carbón sobre los catalizadores, se determina el efecto del fosforo. Se explica por qué el níquel, el hierro y el cobalto se utilizan experimentalmente específicamente en hidrodesulfuración y por qué el fosforo conduce a una mejor actividad en HDS al doparse sobre los metales activos. Mediante este trabajo, cuando se analizan los conceptos del comportamiento de los organometálicos (M-CS), se pueden explicar el efecto del fosforo y el aumento de la actividad de las reacciones de HDS.This work analyzes the nature of the active phase and examines the chemical equation that has traditionally been used in hydrodesulfurization (HDS) and the new proposal. Through the new proposal that explains the active phase of the HDS, where the concept of the deposition of carbon compounds on the catalysts is completely changed, the phosphorus effect is determined. It explains why nickel, iron and cobalt are used experimentally specifically in hydrodesulfurization and why phosphorus leads to a better activity in HDS by doping on active metals. Through this work, when analyzing the concepts of organometallic behavior (M-CS), the effect of phosphorus and the increase in the activity of HDS reactions can be explained

Breviario de estructura de los materiales

1 archivo PDF (59 páginas)El presente breviario es un manual conciso, que les permite a los alumnos seguir las ciases de su maestro, estudiar, entender e investigar los temas de su Materia Estructura de los materiales. Su contenido es un resumen o síntesis de los principales temas de la materia

Efectos de los precursores metálicos en la síntesis de aluminas y silico-aluminatos por el método Sol-Gel

El presente trabajo comprende la preparación, caracterización y evaluación catalítica de soportes catalíticos a partir de alúmina y de silico-aluminatos amorfos. EI método de preparación fue la síntesis por el método sol-gel. La síntesis se realizó con precursores metálicos diferentes: etóxido, secbutóxido e isopropóxido de aluminio. El trabajo se realizó en dos partes: 11.- Se estudió el efecto del precursor de aluminio y el efecto de la cantidad de agua adicionada en la síntesis de silico-aluminatos. 21.- Se estudió el efecto del precursor de aluminio en la síntesis de alúminas. Los materiales preparados se caracterizaron mediante fisisorción de nitrógeno, termodesorción programada de amoníaco, adsorción de piridina, microscopía electrónica, resonancia magnética nuclear, espectroscopia infrarroja, análisis termogravimétrico, análisis térmico diferencial, difracción de rayos X, y actividad catalítica (deshidratación de isopropanol). Resultados importantes: Las propiedades Fisico-químicas de las alúminas sintetizadas con etóxido de aluminio, son diferentes a las que presentan las alúminas sintetizadas con isopropóxido y secbutóxido de aluminio. El tamaño de los grupos alcoxi modifica las propiedades ácidas, catalíticas y estructurales de los sólidos sintetizados. La presencia de aluminios en posición pentagonal dentro de los silico- aluminatos mejora su actividad catalítica. El contenido de agua modifica las propiedades físicas y químicas de los silico-aluminatos sintetizados. Cuando la alúmina se sintetiza con la mezcla secbutóxido más etóxido de aluminio se genera una estructura heterogénea, que es responsable de una mejor actividad catalítica

Adsorption of azo-dye Orange II from aqueous solutions using a metal-organic framework material: Iron- benzenetricarboxylate

A Metal-Organic Framework (MOF), iron-benzenetricarboxylate (Fe(BTC)), has been studied for the adsorptive removal of azo-dye Orange II from aqueous solutions, where the effect of various parameters was tested and isotherm and kinetic models were suggested. The adsorption capacities of Fe(BTC) were much higher than those of an activated carbon. The experimental data can be best described by the Langmuir isotherm model (R2 > 0.997) and revealed the ability of Fe(BTC) to adsorb 435 mg of Orange II per gram of adsorbent at the optimal conditions. The kinetics of Orange II adsorption followed a pseudo-second-order kinetic model, indicating the coexistence of physisorption and chemisorption, with intra-particle diffusion being the rate controlling step. The thermodynamic study revealed that the adsorption of Orange II was feasible, spontaneous and exothermic process (-25.53 kJ·mol-1). The high recovery of the dye showed that Fe(BTC) can be employed as an effective and reusable adsorbent for the removal of Orange II from aqueous solutions and showed the economic interest of this adsorbent material for environmental purposes. © 2014 by the authors.The authors thank Autonomous Metropolitan University for its financial support to the project “Synthesis, modification and application of porous solid materials to sorption phenomena and catalysis”. Elizabeth Rojas-Garcia and Ricardo López-Medina thank CONACYT for their repatriation program fellowships. We acknowledge support by the CSIC Open Access Publication Initiative through its Unit of Information Resources for Research (URICI)Peer Reviewe

Estudio de la degradación del black 5 usando plata y nanostubos de carbono dopados en titania

En este trabajo se estudiaron la síntesis, caracterización y evaluación fotocatalítica de materiales a base óxido de titanio (TiO2). Los fotocatalizadores sintetizados fueron preparados mediante el método de sol-gel y se doparon con plata y nanotubos de carbono. Los materiales se caracterizaron con estudios de microscopia de barrido, rayos X y Raman y se concluyó que los sólidos están formados por estructuras cristalinas de la fase anatasa. También, se determinó que los nanotubos de carbono son multicapas. Se le realizaron estudios de degradación fotocatalítica del colorante Black 5 empleando luz ultravioleta (254 nm) y luz visible (50 W, LEDs). Los resultados obtenidos demostraron que los catalizadores sintetizados mediante la impregnación de nanotubos de carbono son muy efectivos degradando el colorante Black 5. Se determinó en las reacciones fotocatalíticas que la luz ultravioleta presentaba más eficiente degradación. También, se encontraron eficientes degradaciones del Black 5 cuando se usó plata como dopante.In this work the synthesis, characterization and photocatalytic evaluation of materials based on titanium oxide (TiO2) were studied. The synthesized photocatalysts were prepared by the sol-gel method and were doped with silver and carbon nanotubes. The materials were characterized with Scanning Electron Microscope, X-ray and Raman studies and it was concluded that the solids are formed by crystalline structures of the anatase phase. Also, it was determined that carbon nanotubes are multilayer. Studies of photocatalytic degradation of the Black 5 dye were performed using ultraviolet light (254 nm) and visible light (50 W, LEDs). The results obtained showed that the catalysts synthesized by impregnating carbon nanotubes are very effective by degrading the Black 5 dye. It was determined in photocatalytic reactions that ultraviolet light showed more efficient degradation. Also, efficient degradations of Black 5 were found when silver was used as a dopant

Estudio de la degradación fotocatalítica del colorante Negro 5, con el sistema titania industrial-alcóxido

En este estudio se prepararon catalizadores con titania con relaciones molares de TiO₂ industrial/alcóxido = 1, 5, 20, 100 y fueron calcinados a 450°C. Los catalizadores fueron estudiados con la difracción de rayos X, espectroscopia Raman y UV de sólidos. Se probaron las propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Reactivo Negro 5, usando UV y luz visible. Se puede ver, que con luz UV se obtiene mejor actividad conforme se aumenta la cantidad de alcóxido, pero con luz visible disminuyó la actividad de degradación con el aumento del alcóxido.In this study, titania catalysts were prepared with molar ratios of industrial TiO₂/alkoxide = 1, 5, 20, 100 and calcined at 450°C. The catalysts were studied with X-ray diffraction, Raman and UV spectroscopy of solids. The photocatalytic properties on the degradation of Reactive Black 5 dye were tested using UV and visible light. It can be seen that with UV light better activity is obtained as the amount of alkoxide increases, but with visible light the degradation activity decreased with the increase in alkoxide

Degradación fotocatalítica del Orange II mediante ZnO₂-TiO₂

Se prepararon óxidos de titanio-zinc y titanatos de zinc (ZnTiO₃) mediante el método sol-gel bajo diferentes condiciones de calcinación. Se estudiaron el efecto de la cantidad de agua utilizada en la síntesis y la temperatura de calcinación. Los fotocatalizadores se estudiaron mediante difracción de rayos X (DRX), espectroscopia FTIR, Luminiscencia y mediante UV-visible de sólidos. Las propiedades fotocatalíticas de las muestras fueron estudiadas mediante la degradación del colorante Orange II. Se formaron titanatos con una alta pureza en la fase hexagonal y solo se obtuvieron óxidos amorfos de titanio y zinc a baja temperatura de calcinación. Los catalizadores con mejores propiedades fotocatalíticas se sintetizaron con más agua. También, el aumento de la temperatura de calcinación mejoró la degradación de Orange II, por lo tanto, se obtuvo la mejor actividad a 800 °C.Oxides of titanium-zinc and zinc titanates (ZnTiO₃) were prepared by the sol-gel method under different calcination conditions. The effect of the amount of water used in the synthesis and the calcination temperature was studied. Photocatalysts were studied by X-ray diffraction (XRD), FTIR spectroscopy, Luminescence and by UV-visible solids. The photocatalytic properties of the samples were studied by the degradation of Orange II dye. titanates were formed with high purity in the hexagonal phase and only amorphous oxides of titanium and zinc were obtained at low calcination temperature. The catalysts with better photocatalytic properties were synthesized with more water. Also, the increase of the calcination temperature improved the degradation of Orange II, therefore the best activity was obtained at 800 °C

Degradación fotocatalítica de los colorantes Orange II y Black 5 usando Ag-Eu/grafito-TiO₂

Se sintetizó el fotocatalizador Ag-Eu/grafito-TiO₂, primero por el método sol-gel se preparó la titania, después se dopó con grafito (1%) y con Eu y Ag (0.5%). Se estudió el efecto de la presencia de plata y europio en las propiedades fotocatalíticas del Ag-Eu/grafito- TiO₂. Los materiales preparados con TiO₂ presentan la fase cristalina anatasa. Los resultados indican que es bajo el efecto estructural de los materiales de TiO₂ cuando se adiciona grafito, europio y plata. Sin embargo, la diferencias en las propiedades fotocatalíticas fueron muy notables. La mejor actividad fotocatalítica se obtuvo con la luz UV y el colorante con mayor degradación fue el Black 5. Además, los materiales dopados con grafito y metales fueran activos con la luz visible.The photocatalyst Ag-Eu/graphite- TiO₂ was synthesized, first by the sol-gel method the titania was prepared, then it was doped with graphite (1%) and with Eu and Ag (0.5%). The effect of the presence of silver and europium on the photocatalytic properties of Ag-Eu / graphite- TiO₂ was studied. Materials prepared with TiO₂ have the anatase crystalline phase. The results indicate that the structural effect of the TiO₂ materials is low when graphite, europium and silver are added. However, the differences in the photocatalytic properties were very notable. The best photocatalytic activity was obtained with UV light and the dye with the greatest degradation was Black 5. Furthermore, materials doped with graphite and metals were active with visible light