Facultad Regional Córdoba
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Item Hydrogenation of tetralin in presence of nitrogen using a noble-bimetallic couple over a Ti-modified SBA-15.(Univesidsad Tecnológica Nacional., 2016) Vallés , Verónica Alejandra; Ledesma , Brenda Cecilia; Pecchi, Gina; Anunziata , Oscar Alfredo; Beltramone , Andrea Raquel; Anunziata , Oscar Alfredo; Ledesma , Brenda CeciliaMonometallic Pt- and bimetallic Pt-Ir-modified Ti-SBA-15 were used in the hydrogenation of tetralin to decalin in the presence of 150 ppm of N as quinoline and indole at 250 ◦C and 15 atm of pressure of hydrogen, using a Parr reactor. The catalyst was synthesized using sol-gel method and Ti was added during the synthesis using Tetraethyl Orthotitanate. Pt/Ir was added by wetness impregnation. The catalysts prepared were extensively characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption isotherms, UV–vis DRS, Raman spectroscopy, XPS, TEM-EDS and TPR. UV–vis-DRS and Raman spectroscopy confirmed that Ti was incorporated in tetrahedral coordination in the framework of the SBA-15. The analysis showed that the mesoporous structure was maintained after metal incorporation and Ti incorporation helps to reduce significantly the size of the metals clusters and improves its dispersion considerably. Pt-Ir/Ti-SBA 15 was the most active catalyst. The experimental data were quantitatively represented by a modified Langmuir-Hinshelwood type rate equation. The preliminary results show these materials as a promising catalyst for HDT reactions.Item Magnetic fe304@si02-pt and fe304@si02-pt@si02 structures for hdn of índole.(2020) Dinamarca, Robinson; Valles, Verónica A.; Ledesma, Brenda; Campos, Cristian; Pecchi, Gina; Beltramone, Andrea R.Se informa el efecto de una segunda cubierta porosa de SiO2 en la actividad y selectividad del catalizador Fe3O4@SiO2-Pt en la hidrodenitrogenación de indol. La doble estructura de Fe3O4@SiO2-Pt se preparó recubriendo nanopartículas de Fe3O4 con TEOS y una impregnación adicional de 1,0% en peso de Pt en la estructura de Fe3O4@SiO2 funcionalizada con (3-aminopropilo)trietoxisilano. La segunda cubierta porosa de SiO2, obtenida utilizando la plantilla CTAB, con una distribución de tamaño de poro estrecha y bien definida, cubrió el catalizador Fe3O4@SiO2-Pt. La caracterización completa por TEM, ICP-OES, XRD, isoterma de adsorción de N2 a 77 K y VSM de los catalizadores indica estructuras homogéneas core@shell con un nano tamaño controlado de Pt metálico. Se demostró un efecto significativo de la doble capa de SiO2 en el rendimiento catalítico tanto por una mayor actividad para eliminar el átomo de nitrógeno de la molécula de indol, presente en el combustible líquido modelo, como por la mejora de la estabilidad catalítica, lo cual se observa en la obtención de cuatro ciclos de reacción consecutivos con solo una ligera disminución en la conversión.Item Oxidación catalítica selectiva de 2-metiltiobenzotiazol mediante titanatos alcalino térreos.(2017) Leal Marchena, Candelaria; Salinas, Daniela; Lerici, Laura; Pecchi, Gina; Pierella, Liliana BeatrizSe estudió la oxidación selectiva de 2-metiltiobenzotiazol empleando titanatos alcalino térreos, (A=Ca, Sr, Ba) ATiO3 como catalizadores. La reacción se realizó en un reactor tipo batch con baño termostatizado empleando acetonitrilo como solvente y peróxido de hidrógeno como agente oxidante. Se evaluaron diferentes parámetros de reacción como: efecto del catión alcalino térreo, cantidad de catalizador y reúsos. La conversión obtenida aumentó con el incremento del número atómico del catión A, de acuerdo al siguiente orden: Ca < Sr < Ba, relacionado con la cristalinidad de la estructura tipo perovskita. Se observó que el incremento en la cantidad de catalizador aumentó la conversión final hasta un óptimo y luego disminuyó, consecuencia de la descomposición del agente oxidante. El catalizador que mejor actividad presentó, se evaluó a los fines de poder recuperar y reutilizar el catalizador, obteniéndose resultados similares en al menos cuatro ciclos de reúso sin pérdida de la actividad.Item Hydrotalcite like compounds as tunable surface dispersant precursor to Ce and La active sites(2016) Bálsamo, Nancy Florentina; Eimer, Griselda Alejandra; Crivello, Mónica Elsie; Pecchi, GinaThe strongest impulse for developing new, more efficient and selective catalyst systems and for the realization of new process technology is strongly related to environmental compatibility The discovery of functional solid materials of high catalytic performance is crucial to most chemical processes. In this context, clay minerals are just a class of inorganic layered compounds, which can be engineered into various functional solid catalysts due to their inherent features in composition and structure. Layered materials, with their structure consisting of stacked sheets, represent an interesting opportunity for developing new materials with a tailored nano-design. Hydrotalcite-like compounds also referred as precursors are anionic clays with the general formula [M(II)1-xM(III)x(OH)2](An-)x/n.mH2O. Their structure is based on brucite-like layers in which a fraction of the divalent metal cations (MII: Mg2+) have been substituted by trivalent cations (MIII: Al3+) resulting in positively charged layers balanced by anions in the interlayer. Calcination of precursors leads to formation of mixed oxides. On the other hand, ceria presents particular chemical features such as its redox properties in the presence of transition metals which makes it very attractive for applications in catalytic formulations in numerous reactions. The main role played by ceria is related to the generation of anionic vacancies and to the participation of reactive oxygen species, which can be tuned in the presence of other elements in the lattice. This work reports the synthesis and characterization of metal mixed oxides obtained from Hydrotalcite-like compounds, where a constant fraction of Al was substituted by La and Ce.Item Oxidación selectiva de sulfuros mediante niobatos alcalinos(2016) Leal Marchena, Candelaria; Diguilio, Eliana; Renzini, María Soledad; Pecchi, Gina; Pierella, Liliana BeatrizSe sintetizaron niobatos alcalinos ANbO3 (A= Li, Na, K) mediante el método del citrato. Dichos materiales fueron caracterizados para conocer sus características fisicoquímicas por las técnicas de BET y DRX, y posteriormente se evaluaron como catalizadores para la oxidación de dipropilsulfuro a sus correspondientes sulfóxido y sulfona. De acuerdo a los resultados de caracterización, se confirmó que se obtuvieron las estructuras cristalinas características para los tres niobatos con los metales alcalinos (Li, Na, K) utilizados, con áreas superficiales acordes a las reportadas en literatura para este tipo de materiales. Para la oxidación de dipropilsulfuro se evaluó el efecto del catión alcalino en los niobatos y los reusos del material que presenta mejores resultados de actividad. Se obtuvieron valores de conversión total del sulfuro de 77 % mol, con selectividad al sulfóxido mayor al 95 % mol para el caso del niobato con potasio. Este catalizador pudo reusarse al menos cuatro ciclos de reacción sin pérdida significativa de la actividad.Item Aumento de la biodegradabilidad de benzotiazoles(2016) Leal Marchena, Candelaria; Saux, Clara; Fermanelli, Carla S.; Pecchi, Gina; Pierella, Liliana BeatrizLos benzotiazoles y sus derivados son compuestos orgánicos tóxicos y poco biodegradables. Debido a su gran variedad de aplicaciones, los mismos están presentes en los efluentes de las industrias de manufactura de aditivos de goma, de caucho, de neumáticos, en las curtiembres, etc. Sin embargo, los sistemas de tratamiento convencionales no son eficaces para eliminar estos compuestos, por este motivo, se propone el empleo de reacciones de oxidación selectiva utilizando un sistema de catálisis heterogénea para lograr su transformación. Se trabajó con el 2-metiltio-benzotiazol (2MTBT) que es utilizado como acelerador en procesos de vulcanización y su presencia ha sido detectada en suelos y en aguas de ríos cercanos a estas industrias. Se estudió su oxidación a sus correspondientes sulfóxido y sulfona, considerando que los mismos son más biodegradables. El sistema de reacción consistió en un reactor de vidrio con agitación magnética, conectado a un condensador con reflujo. Como catalizador heterogéneo para esta reacción de oxidación se empleó 20 mg de niobatos de metales alcalinos (NaNbO3, LiNbO3 y KNbO3), el cual fue separado por un simple procedimiento de filtración al finalizar la reacción. Se trabajó a temperatura ambiente empleando peróxido de hidrógeno acuoso (30% vol) como oxidante y acetonitrilo como solvente. De los resultados de actividad catalítica, se observa una elevada velocidad de reacción, con conversiones totales del 2MTBT al cabo de la primera hora de reacción. En cuanto a las selectividades obtenidas hacia los productos de reacción, se encontró que empleando KNbO3 se obtuvo la mayor proporción de sulfona (70 mol%), mientras que al emplear LiNbO3 sólo se alcanzó un 60 mol%. El producto secundario de esta reacción fue el sulfóxido, no encontrándose otros subproductos. En base a estos resultados se concluye que estos materiales son eficientes para lograr el aumento de la biodegradabilidad de los benzotiazoles en condiciones suaves de reacción.Item Influencia del contenido de Fe en la actividad catalítica de silicatos mesoporosos SBA-15 aplicados a procesos foto-Fenton para la degradación de colorantes azoicos(2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Vaschetto, Eliana; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda AlejandraSe sintetizaron silicatos mesoporosos con estructura SBA-15 modificados con Fe por un método postsíntesis simple y rápido. La regularidad estructural se determinó por DRX a bajo ángulo y por fisisorción de N2. Las técnicas de UV-Vis RD y TPR fueron utilizadas para analizar las diferentes especies de Fe desarrolladas en función de la carga metálica depositada. Todos los materiales se evaluaron en la degradación del colorante azoico (AO7) por un proceso foto-Fenton bajo radiación UV-Vis y utilizando H2O2. Se encontró que a pH de 3,5 los materiales fueron estables al lixiviado del metal y todos alcanzaron elevadas degradaciones de AO7 y de H2O2. No obstante, un incremento en la carga del metal desde 1 al 2,5 %p/p provocó un marcado aumento en la mineralización, en tanto que esto no se observó para cargas mayores (5 y 10 % p/p). Esto permitió inferir que las especies aisladas de Fe serían las activas en el proceso y se desarrollan en lo materiales para cargas de hasta 2,5 %p/p. Mayores cargas provocan la segregación de estas especies aisladas desde el interior de los canales hacia la superficie externa generando nanopartículas de óxidos de mayor tamaño que son menos eficientes catalíticamente.Item Nanomateriales sintetizados con Al y B con variación del carácter ácido(2017) Vaschetto, Eliana; Gómez, Candelaria; Sicardi, Melina; Dinamarca, Robinson; Pecchi, Gina; Casuscelli, s; Eimer, Griselda AlejandraUno de los campos que más contribuirá a los desarrollos científicos y tecnológicos a lo largo del siglo XXI es la nanotecnología. Dentro de esta área, los materiales mesoporosos presentan la capacidad de ensamblar y organizar componentes inorgánicos, orgánicos e incluso biológicos en un material único. Estas características representan una dirección interesante para el desarrollo de materiales innovadores que puedan presentar una amplia gama de nuevas propiedades. Los materiales mesoporosos son potenciales candidatos para una gran variedad de aplicaciones [1-3]; particularmente, el arreglo hexagonal MCM-41 ofrece únicas oportunidades para ser usados como “estructuras soportes” permitiendo la preparación de nuevos materiales [4-7]. Si bien los MCM-41 silíceos cuando se encuentran puros tienen limitadas aplicaciones, la sustitución isomórfica del Si con distintos heteroátomos ha permitido que estas nanoestructuras presenten importantes actividades en diversas reacciones de interés. En este contexto la estructura MCM-41 modificada con heteroátomos permite alcanzar una alta dispersión de las especies activas [8] y además adquirir carácter ácido de fuerza variable dependiendo de la fuente del metal utilizado y del método de síntesis. De esta manera, propiedades únicas, que no se dan en sistemas catalíticos normales, pueden ser observadas en estas estructuras. En el presente trabajo se sintetizaron y caracterizaron catalizadores mesoestructurados por vía convencional y materiales mesoporosos a partir de precursores zeolíticos. En primer lugar se obtuvieron materiales sintetizados por “vía convencional” modificados con Aluminio y Boro mediante incorporación directa del heteroátomo en el gel de síntesis. Se lograron estructuras del tipo Al-MCM-41[9] y B-MCM-41[10], con un arreglo hexagonal de canales unidimensionales altamente ordenado, las cuales presentaron elevados valores de área específica y alta regularidad estructural evidenciada por TEM (Fig. 3:A-B) y DRX. El procedimiento de síntesis empleado permitió la incorporación del heteroátomo en la red evidenciada por IR-TF. Esta incorporación condujo a la formación de silanoles nido en sitios de defectos estructurales, evidenciada por IR-TF [9,10]. Estudios deadsorción-desorción de piridina seguidos por IR-TF permitieron identificar una acidez de Brønsted muy débil para el caso de los materiales con Al y una acidez moderada para los materiales con B, asociada a estos silanoles nido. También se sintetizaron materiales mesoporosos “vía precursores zeolíticos”, se demostró que el tratamiento hidrotérmico del gel final favoreció la formación de dominios zeolíticos. Además, se comprobó que los dominios zeolíticos originan una mayor fuerza ácida asociada a los hidroxilos de los silanoles nido (corroborada por adsorción-desorción de piridina seguida por IR-TF). Por TEM se observa una mesoporosidad menos definida sumada a la presencia de cristales típicos de estructuras zeolíticas. Comparando los materiales, se encontró que la proporción de silanoles nidos aumenta en el orden Al-MCM-41>B-MCM-41>Al-MCM a partir de precursores, resultando en un aumento de defectos estructurales, lo que indicaría además la mayor proporción de sitios ácidos en ese mismo orden.Finalmente se analizaron las propiedades estructurales y la naturaleza, origen, proporción y fuerza de los sitios ácidos generados en las distintas estructuras. Se comprobó que la acidez de los distintos nanomateriales fue de carácter débil para los Al-MCM-41, si bien estos presentaban la mayor proporción, moderada para los B-MCM-41 y fuerte para los sintetizados con precursores zeolíticos, evidenciado por adsorción-desorción de piridina seguida por IR-TF. De esta manera se pudieron generar materiales con sitios de fuerza ácida variable como potenciales catalizadores para procesos catalíticos que requieran distintos grados de acidez.Item Materiales mesoporosos SBA-15 modificados con hierro para la degradación de residuos farmacológicos presentes en aguas residuales(2017) Elías, Verónica; Ochoa Rodríguez, Pablo; Pecchi, Gina; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda Alejandrafarmacéuticos pueden encontrarse en efluentes acuosos causando efectos adversos sobre los organismos vivos presentes, razón por la que son considerados contaminantes ambientales. Particularmente, se han encontrado en el medioambiente concentraciones de hasta 200 ppm de Ibuprofeno (IBU), un antiinflamatorio no-esteroideo de elevado consumo. La parcial degradación de esta sustancia por oxidación biológica resulta en una serie de subproductos que producen un elevado riesgo ecológico. Buenos resultados en la remoción de este tipo de sustancias se han alcanzado al aplicar los llamados “Procesos Avanzados de Oxidación” (PAOs). Dentro de éstos, los procesos foto-Fenton involucran la presencia y reactividad de especies altamente oxidantes (OH)* que se generan de la reacción entre el hierro y un oxidante inocuo como es el peróxido de hidrógeno, dando lugar a un incremento en la biodegradabilidad de los efluentes tratados. No obstante, los procesos homogéneos traen aparejados los inconvenientes de tener que aplicar operaciones con costos adicionales para remover el hierro disuelto. En este trabajo se sintetizaron silicatos con estructura SBA-15 modificados con hierro mediante incorporación de nitrato férrico en el gel de síntesis (Fe-SBA-15(20)). Luego, el catalizador se impregnó con Ti, para evaluar el efecto de incorporar un segundo metal sobre la actividad y estabilidad del catalizador (TiO2/Fe-SBA-15(20)). Los sólidos (1 g/L) se evaluaron en la degradación foto-Fenton de IBU (concentración inicial 20 ppm) utilizando radiación UV-Vis y peróxido de hidrógeno como oxidante (concentración inicial 76 ppm). El pH del medio (500 mL) se ajustó a 3.5 para incrementar la eficiencia del proceso. Luego de 5 h de reacción se alcanzaron conversiones de IBU del 44 % y del 77 % cuando se evaluaron los sólidos Fe-SBA-15(20) y TiO2/Fe-SBA-15(20), respectivamente. Esto indicaría que en presencia de Ti la actividad adicional observada podría deberse al proceso fotocatalítico. Se evaluó el lixiviado del metal hacia el medio de reacción, determinando la concentración de hierro por el método colorimétrico. No se encontraron concentraciones apreciables del mismo lo que dio lugar a descartar un aporte significativo del proceso homogéneo en los resultados observados.Item Estudio de la estabilidad de las especies de hierro en tamices mesoporosos SBA-15 desarrollados para su aplicación en procesos avanzados de oxidación(2016) Elías, Verónica; Vaschetto, Eliana; Ochoa Rodríguez, Pablo; Pecchi, Gina; Huck-Iriarte, Cristián; Andrini, Leandro; Casuscelli, Sandra; Eimer, Griselda AlejandraSilicatos Fe/SBA-15 se sintetizaron por el método de impregnación húmeda. Se evaluó la influencia de dos solventes (agua y etanol) y de dos temperaturas de calcinación (350 y 500 °C). Los sólidos se caracterizaron por difracción de rayos X a alto ángulo, dispersión de rayos X a bajo ángulo, adsorción/desorción de N2, microscopia de barrido electrónico con análisis de EDS y espectroscopia de UV-Vis con reflectancia difusa. Se determinó que la temperatura de calcinación no tuvo una marcada influencia en las especies de hierro formadas en los soportes silíceos y que el solvente influyó notablemente en el tamaño de las mismas. Al utilizar etanol, las especies de óxido de hierro de menor tamaño, resultaron mayormente dispersas en el interior de los canales. Para determinar la posibilidad de uso de los sólidos en procesos Fenton heterogéneos aplicados a la degradación de contaminantes orgánicos en agua, se estudió la resistencia al lixiviado de las especies de hierro depositadas en la matriz SBA-15 en función del pH de las soluciones (2,8; 3,5; 5,0). Los sólidos fueron notablemente estables a pH de 3,5 o superior, por lo que serían aptos para su futuro uso como catalizadores, siempre que las soluciones tengan una acidez media.