UTN -FRC -Producción Académica de Investigación y Desarrollo - Comunicaciones a Congreso
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Item Descomposición térmica homogénea y heterogénea de clorotalonil (CT) y derivados (CTC, CTAN y CTCLAN)(2017) Cooke, María Victoria; Firpo, Guadalupe; Ruiz Pereyra, Elba Nahir; Peláez, Walter José; Argüello, Gustavo Alejandro; Renzini, María SoledadEl propósito general de este proyecto es explorar la química de degradación de pesticidas. La idea está fundamentalmente enfocada en desarrollar rutas para la degradación de derivados del Clorotalonil (2,4,5,6- tetracloro isoftalonitrilo), puesto que este fungicida de amplio espectro es muy utilizado en la Argentina por su baja toxicidad para la fauna silvestre; sin embargo existe todavía desconocimiento sobre los posibles procesos para su degradación. Este estudio plantea la utilización de la termólisis (homogénea y heterogénea) como método de degradación de este pesticida y de algunos derivados que fueron sintetizados en nuestro laboratorio. Las termólisis heterogéneas se realizaron en presencia de distintos materiales sólidos, entre ellos catalizadores Zeolíticos con estructura MEL, BEA y FAU (en sus formas protónicas y modificadas con Fe y Cu) o superficies metálicas (como por ejemplo Cu o Fe). Los resultados son más que alentadores debido a que en general, las zeolitas lograron degradar, los diferentes compuestos bajo estudio. En el caso particular del CT, este resultó ser muy estable frente a la descomposición térmica. Sin embargo, pudo ser degradado por las zeolitas en un buen porcentaje (80%). Por otro lado, el compuesto más lábil resultó ser el derivado alifático CTC, el cual sufrió una reacción conocida de dehidrocloración.Item Aplicación de fotocatalizadores obtenidos a partir de ácido tungstofosfórico sobre NH4ZSM5 en remediación de aguas contaminadas(2016) Leal Marchena, Candelaria; Lerici, Laura; Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pizzio, Luis R.; Pierella, Liliana BeatrizSe prepararon materiales a partir de la inmovilización de ácido tungstofosfórico sobre zeolita NH4ZSM5 mediante impregnación húmeda para ser aplicados en la degradación de moléculas representativas de contaminantes presentes en efluentes empleando fotocatálisis heterogénea. La concentración de ácido tunstofosfórico incorporada fue de 10 y 30% p/p en el sólido obtenido. Los materiales se caracterizaron mediante diferentes técnicas fisicoquímicas. El área superficial disminuyó respecto de la matriz sin modificar como resultado de bloqueo de los poros de la zeolita. Los patrones de difracción de rayos X de las muestras modificadas presentaron los picos característicos de zeolita NH4ZSM5 y un conjunto de picos adicionales asignados a la presencia de la sal (NH4)3[PW12O40]. Además, las muestras exhibieron valores de band gap similares a los reportados para los semiconductores más estudiados. Se obtuvieron catalizadores con elevada actividad fotocatalítica en las moléculas de estudio.Item Síntesis y caracterización de fotocatalizadores de hierro soportados sobre zeolitas microporosas(2016) Saux, Clara; Diguilio, Eliana; Fermanelli, Carla S.; ler, Laura; Pierella, Liliana BeatrizSe sintetizaron materiales zeolíticos del tipo ZSM11 y BETA por el método hidrotérmico, impregnados con 6% de hierro y se caracterizaron por diversas técnicas fisicoquímicas, para ser empleados en la degradación fotocatalítica del naranja de metilo (MO). Mediante difracción de rayos X (XRD) y Análisis Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR) se verificó la estructura y cristalinidad de las matrices y sus expresiones modificadas. Los patrones de difracción mostraron las señales características a 2θ=7, 9, 23 y 24°, para la matriz ZSM11, y 2θ= 7-8° y 21-22°, para la BETA[1]. El área superficial determinada por BET fue de 392 m2/g para la ZSM11 y 585 m2/g para la BETA. En ambos casos se produjo una disminución del área superficial con la incorporación del metal. Por Reducción a Temperatura Programada (TPR) se observaron los picos de reducción correspondientes a la presencia de Fe2O3. El contenido de hierro fue confirmado por Absorción Atómica, obteniéndose porcentajes similares a los teóricos. Además, por SEM y EDX, se detectaron señales a 0,5 y 6,5 KeV, correspondientes a la presencia de hierro en la matriz zeolitica [2]. Por Espectroscopia de UVvis con Reflectancia Difusa (DRS-UVvis) se calcularon las energías de band gap de los materiales, obteniéndose resultados similares al α-Fe2O3. Mediante esta técnica se verificó la disminución de las energías de band gap con respecto a la matriz zeolítica correspondiente [3]. Los materiales fueron evaluados catalíticamente en la fotodegradación del MO obteniendo porcentajes de degradación de 96 % para la Fe-ZSM11 y 56 % para la Fe-BETA.Item Revalorización de la cáscara de maní: implementación de un sistema pirolítico para generar productos químicos de interés(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSiendo la actividad agropecuaria una de las principales bases de la economía de nuestro país, surge el interés por dotar de valor agregado a algunos de los residuos que genera este sector productivo. Entre los desechos de la industrialización del maní, se encuentra la cáscara, que representa alrededor del 25% de lo cosechado. Actualmente, este residuo no posee un uso alternativo económicamente rentable en Argentina, y resulta para la industria manisera un verdadero inconveniente por el extraordinario volumen que ocupa - densidad= 0,10 kg/dm3 - y los problemas asociados al acopio en silos derivados del peligro de autoignición generado por sus características fisicoquímicas. Una alternativa para la revalorización de este residuo es la generación de productos químicos de interés tales como moléculas plataforma para las industrias alimenticia, cosmética, farmacéutica a partir del tratamiento pirolítico del mismo. La pirólisis de la biomasa genera tres líneas de productos: bio-gas, bio-carbón y bio-líquido (bio-oil). Mediante el empleo de catalizadores sólidos (zeolitas microporosas ZSM-5 en forma protónica y modificadas por la incorporación de metales de transición: Co y Fe) se buscó mejorar el rendimiento y la composición del bio-oil producido en la reacción, con respecto a la pirólisis puramente térmica.Item Aprovechamiento de un residuo agrícola para la obtención de productos químicos de interés(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizEn nuestro país la producción de combustibles y de químicos de alto valor agregado está relacionada principalmente con el petróleo. Sin embargo, las perspectivas de su agotamiento a mediano plazo, así como los aspectos ambientales vinculados con su empleo, vienen impulsando desde hace varias décadas el desarrollo de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de fuentes de energía renovables que diversifiquen la matriz energética de un modo ambientalmente más amigable [1]. En este sentido el aprovechamiento de residuos de biomasa se presenta como un desafío sumamente interesante en cuanto a que no sólo sustituye una fuente escasa, sino que da solución al desperdicio de procesos productivos nacionales y regionales. En particular, el empleo de cáscaras de maní despierta notable interés para los productores de la provincia de Córdoba. En este trabajo se propone la generación de productos químicos de interés a partir del tratamiento pirolítico de cáscaras de maní. De este proceso se generan tres líneas de productos: bio-gas, bio-oil y bio-carbón. Mediante el empleo de catalizadores sólidos (zeolitas microporosas ZSM-5 modificadas por la incorporación de metales de transición: Co, Ni, Fe) se buscó aumentar el rendimiento del bio-oil y mejorar la composición del mismo, con respecto a la reacción no catalizada. El sistema de reacción consistió en un reactor de vidrio tubular el cual se introdujo en un horno eléctrico con control de temperatura. La biomasa se colocó dentro de una canasta de vidrio porosa y los gases producidos durante la pirólisis fueron arrastrados por una corriente de N2 y puestos en contacto con un lecho de cuarzo y catalizador. A la salida del reactor se colocó una trampa de condensables sumergida en una mezcla refrigerante y una trampa para gases. Los productos de reacción se analizaron por Cromatografía Gaseosa y CG-Masas. Los resultados obtenidos al cabo de 20 min trabajando a 500°C indican un rendimiento de aproximadamente el 26 % de bio-gas, 46% de bio-oil y 28% de bio-carbón. Cuando se emplearon CoFe-ZSM-5 y Co Ni-ZSM-5 como catalizadores se observó un considerable incremento en la concentración de xilenos, cumeno, trimetilbenceno, entre otros, los cuales dotan a este producto líquido de características muy interesantes para su análisis como bio-combustible.Item Revalorización de residuos agrícolas por pirólisistérmica y catalítica(2016) Fermanelli, Carla S.; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizSe realizaron pirolisis térmicas y catalíticas de cáscaras de maní en un reactor de lecho fijo a 500ºC y durante 20 minutos, con una relación biomasa:catalizador de 1:1, en pos de lograr la revalorización del desecho. Los materiales catalíticos evaluados fueron zeolitas Y en forma protónica y con 3 y 6% de níquel incorporado a la misma. Se estudió el efecto de los catalizadores sobre la composición y el rendimiento de los productos de reacción y los resultados se compararon con las corridas netamente térmicas. No se observaron diferencias cualitativas entre los bio-oils de las experiencias térmicas y catalíticas. En contraposición, el rendimiento del líquido aumentó al aumentar la proporción de níquel en el catalizador.Item Efecto de la micro/mesoporodidad de zeolitas ZSM-11 en la pirólisis de residuos plásticos(2021) Renzini, María Soledad; Diguilio, Eliana; Bonetto, Luciana; Rocha, María V.El uso indiscriminado de productos plásticos genera un gran volumen de residuos que demoran años en degradarse. La pirólisis catalítica es un proceso que permite tratar estos residuos; obteniéndose hidrocarburos gaseosos y líquidos. La acción de un catalizador ayuda a guiar la reacción hacia productos deseados. El objetivo del presente trabajo es analizar la actividad catalítica de materiales zeolíticos del tipo ZSM-11 sintetizados con distintos métodos para generar micro/mesoporosidad, en la pirólisis de residuos de polietileno PE; en búsqueda de mejorar la calidad de los productos líquidos.Item Hacia la valorización de bio-residuos: la cáscara de maní como materia prima para la obtención de hidrocarburos.(2021) Fermanelli, Carla S.; Diguilio, Eliana; Vargas Gil, Silvina; Renzini, María Soledad; Saux, Clara; Pierella, Liliana BeatrizEl propósito de este trabajo fue valorizar un bio-residuo regional (cáscara de maní) a través de un modesto proceso de pirólisis termocatalítica. Zeolitas ZSM-11 modificadas mediante tratamiento alcalino y por la incorporación de níquel (Ni) fueron sintetizadas y extensamente caracterizadas. Estos materiales porosos se evaluaron como catalizadores heterogéneos para mejorar la composición del bio-oil. En este sentido, se obtuvieron mayores rendimientos de hidrocarburos y químicos de calidad y se disminuyeron los compuestos oxigenados.Item Desoxigenación del bio-oil obtenido de la co-pirólisis de cáscara de maní con plásticos empleando zeolita natural(2020) Rocha, María V.; Renzini, María Soledad; Pierella, Liliana BeatrizSe estudió la mejora del bio-oil a partir de la co-pirólisis térmica de cáscara de maní con polietileno y el agregado de una zeolita natural impregnada con cinc (Zn-ZN). El uso del catalizador no sólo aumentó en un 8% el rendimiento hacia los productos líquidos sino que mejoró su composición. Los compuestos del tipo ácidos, fenoles y ésteres fueron desoxigenados para aumentar la producción de compuestos aromáticos. De esta manera sería factible aprovechar residuos tanto agro-industriales como residuos sólidos urbanos para obtener combustibles alternativos.Item Nanopartículas de hematita soportadas como catalizadores de la degradación foto-fenton de naranja de metilo.(2019) Vinuesa, Ariel José; Bonetto, Luciana; Renzini, María Soledad; Saux, ClaraCon el objeto de diseñar catalizadores activos para la fotodegradación de Naranja de Metilo se sintetizaron nanopartículas de α-Fe2O3 por el método hidrotérmico. Las mismas fueron evaluadas en forma másica y soportadas sobre zeolitas ZSM-5, microporosas y con porosidad adicional, en las reacciones foto-Fenton de degradación del colorante azoico. Previamente se procedió a una exhaustiva caracterización de los materiales por Difracción de rayos X, Microscopía de barrido electrónico, Espectroscopía UV-Vis e Infrarroja, Reducción a temperatura programada, entre otras técnicas. Se encontró que el hierro se incorporó de diferente manera según las características intrínsecas del soporte, presentando mayor actividad y estabilidad cuando se empleó una zeolita ZSM-5 con porosidad adicional generada durante la síntesis por el empleo de una plantilla mesoporosa, como es el almidón.