Óxidos de Mn y Co sintetizados por autocombustión para la oxidación de COVs

Abstract

Frente al enorme reto existente en la búsqueda de soluciones a problemas ambientales, éste trabajo de doctorado plantea la síntesis y caracterización de catalizadores a base de Mn y Co para la oxidación de diferentes COVs. Óxidos mixtos de manganeso, cobalto y la mezcla de ellos son sintetizados a través de la autocombustión y la coprecipitación, manteniendo constante la relación M2+/M3+=3.0, característica de óxidos obtenidos desde la descomposición térmica de precursores tipo hidrotalcita. Los materiales fueron caracterizados a través de diferentes técnicas con el fin de evaluar la composición química, las propiedades estructurales, texturales, morfológicas, redox, así como la capacidad de almacenamiento de oxígeno y su movilidad. El potencial catalítico de los materiales se evalúa en la oxidación de tres compuestos orgánicos volátiles de diferente reactividad: tolueno, acetato de etilo y 2-propanol, los cuales constituyen un importante problema ambiental de orden mundial y con gran actualidad. Los resultados obtenidos del arsenal de técnicas de caracterización del estado sólido aplicadas, se correlacionaron con las condiciones de síntesis empleadas, lo que poner a punto la metodología de síntesis y establecer correlaciones entre las propiedades de los materiales y su desempeño catalítico

Abstract. This work presents the synthesis and characterization of catalysts based on Mn and Co for the oxidation of various VOCs. Mixed oxides of manganese, cobalt and their mixture were synthesized by auto-combustion and co-precipitation methodology maintaining a constant M2+/M3+ ratio of 3, which is characteristic of the oxides obtained from the thermal decomposition of hydrotalcite-type precursors. The catalysts were characterized by different techniques in order to evaluate the chemical composition, structural, textural, morphological and redox properties. Furthermore, the oxygen storage capacity and oxygen mobility were evaluated. The catalysts were tested in the catalytic oxidation of three volatile organic compounds: toluene, ethyl acetate and 2-propanol. The results of the characterization techniques were correlated with the synthesis conditions used, which allowed developing the best methodology for the preparation of mixed oxides for the VOC oxidation and establishing relationships between material properties and their catalytic activity.