Publicado 2021-07-16
Palabras clave
- convertidores catalíticos de desecho,
- metales nobles,
- oxidación-reducción,
- regeneración,
- factibilidad técnica de recuperación
- reúso en automóviles,
- mitigar los efectos de contaminación ...Más
Cómo citar
Resumen
Se estudiaron dos convertidores catalíticos comerciales de desecho (CCU y CCA) mediante las técnicas de oxidación a temperatura programada (TPO), reducción a temperatura programada (TPR), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDS). La microscopia electrónica de barrido mostró para los convertidores CCU y CCA una morfología de las partículas en esferas uniformes de 0,05 y 1,5 de µm e irregulares de 2 µm. Los resultados del análisis elemental mediante la técnica de EDS mostraron para el convertidor CCU la presencia de metales nobles como platino, paladio (Pt, Pd) y de hierro (Fe) como fase activa; asimismo, se evidencia óxido de fósforo (P2O4), óxido de cromo (Cr2O3) y óxido de calcio (CaO) como promotores. Por el contrario, el convertidor CCA presentó como fase activa metales nobles de Pt, Pd y Rh y, como promotores óxido de manganeso (MnO2), óxido de bario (BaO), zirconia (ZrO2) y ceria (CeO2). Los resultados de oxidación a temperatura programada (TPO) mostraron mediante el consumo de oxígeno de la formación de las especies oxídicas y el posterior tratamiento de reducción a temperatura programada (TPR) evidenciaron la recuperación de la reducción de las especies metálicas de Pt, Pd, Rh y Fe (fase activa) presentes en los convertidores catalíticos. Este hecho demostró la factibilidad técnica de recuperación de la fase actividad de la superficie metálica reducida en los convertidores catalíticos comerciales usados de desecho, para su reúso en automóviles de combustión interna a gasolina, para mitigar los efectos de contaminación de los gases de emisión.
Descargas
Referencias
[2] O. Guarín-Villamizar, “Metodología para evaluación de la condición ambiental en microcuencas urbanas”, Revista UIS Ingenierías, vol. 16, no. 2, pp. 141-149, 2017, doi: 10.18273/revuin.v16n2-2017013.
[3] G. C. Koltsakis, A. Stamatelos, “Catalytic automotive exhaust after treatment”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 23, no. 1, pp. 1-39, 1997, doi: 10.1016/S0360-1285(97)00003-8.
[4] J. P. Dacquin, C. Dujardin, P. Granger, “Surface reconstruction of supported Pd on LaCoO3: Consequences on the catalytic properties in the decomposition of N2O”, Journal of Catalysis, vol. 253 no. 1, pp. 37-49, 2008, doi: 10.1016/j.jcat.2007.10.023.
[5] J. R. González-Velasco, J. A. Botas, R. Ferret, M. Pilar González-Marcos, Jean-Louis Marc, A. Gutiérrez-Ortiz, “Thermal aging of Pd/Pt/Rh automotive catalysts under a cycled oxidizing–reducing environment”, Catalysis Today, vol. 59, no. 3-4, pp. 395-402, 2000, doi: 10.1016/S0920-5861(00)00304-7.
[6] T. N. Angelidis, V. G. Papadakis, “Partial regeneration of an aged commercial automovile catalyst”, App. Catal. B: Enviromental, vol. 12, no. 2-3, pp. 193-206, 1997, doi: 10.1016/S0926-3373(96)00067-7.
[7] R. A. Daley, S. Y. Christou, A. M. Efstathiou, J. A. Anderson, “Influence of oxychlorination treatments on the redox and oxygen storage and release properties of thermally aged Pd-Rh/CexZ1-xO2/Al2O3 model three-way catalysts”, Appl. Catal. B: Environment. vol. 60, no. 1-2, pp. 117–127, 2005, doi: 10.1016/j.apcatb.2005.03.002.
[8] H. Birgersson, M. Boutonnet, F. Klingstedt, D.Yu. Murzin, P. Stefanov, A. Naydenov, “An investigation of a new regeneration method of comercial aged three-way catalysts”, Appl.Catal. B: Environmental, vol. 65, no. 2-3, pp. 93-100, 2006, doi: 10.1016/j.apcatb.2005.12.013.
[9] D. Jiménez de Aberasturi, R. Pinedo, I. Ruiz de Larramendi, J. I. Ruiz de Larramendi, T. Rojo, “Recovery by hydrometallurgical extraction of the platinum-group metals from car catalytic converters”, Minerals Engineering, vol. 24, no. 6, pp. 505-513, 2011, doi: 10.1016/j.mineng.2010.12.009.
[10] K. Min-Seuk, P. Sang-Woon, L. Jae-Chun, P. Kumar-Choubey, “A novel zero emission concept for electrogenerated chlorine bleaching and its application to extraction of platinum group metals from spent automotive catalyst”, Hydrometallurgy, vol. 159, pp. 19-27, 2016, doi: 10.1016/j.hydromet.2015.10.030.
[11] M. A. Palacios et. al., “Platinum-group elements: quantification in collected exhaust fumes and studies of catalyst surfaces”, The Science of the Total Environment, vol. 257, no. 1, pp. 1-15, 2000, doi: 10.1016/S0048-9697(00)00464-2.
[12] H. S. Gandhi, G. W. Graham, R. W. McCabe, “Automotive exhaust catalysis”, J. of Catal., vol. 216, mo. 1-2, pp. 433-442, 2003, doi: 10.1016/S0021-9517(02)00067-2.
[13] Y. Ren y M. P. Harold, “NOx Storage and Reduction with H2 on Pt/Rh/BaO/CeO2: Effects of Rh and CeO2 in the Absence and Presence of CO2 and H2O”, ACS Catal., vol. 1, no. 8, pp. 969-988, 2011, doi: 10.1021/cs200252r.
[14] R. L. Oliveira, I. G. Bitencourt, y F. B. Passos, “Partial Oxidation of Methane to Syngas on Rh/Al2O3 and Rh/Ce-ZrO2 Catalysts”, J. Braz. Chem. Soc., vol. 24, no. 1, pp. 68-75, 2013, doi: 10.1590/S0103-50532013000100010.
[15] S. Parres-Esclapez, M. J. Illan-Gómez, C. Salinas-Martínez de Lecea, A. Bueno-López, “On the importance of the catalyst redox properties in the N2O decomposition over alumina and ceria supported Rh, Pd and Pt”, Appl. Catal. B: Environmental, vol. 96, no. 3-4, 370-378, 2010, doi: 10.1016/j.apcatb.2010.02.034.
[16] P. Mierczynski et. al., “Fischer–Tropsch synthesis over various Fe/Al2O3–Cr2O3 catalysts”, Reac. Kinet. Mech. Cat., vol. 124, pp. 545-561, 2018, doi: 10.1007/s11144-018-1372-6.
[17] S. Mosallanejad, B. Z. Dlugogorski, E. M. Kennedy, M. Stockenhuber, “On the Chemistry of Iron Oxide Supported on γ Alumina and Silica Catalysts”, ACS Omega, vol. 3, no. 5, pp. 5362−5374, 2018, doi: 10.1021/acsomega.8b00201.
[18] P. Nagaraju, N. Lingaiah, M. Balaraju, P. S. Sai Prasad, “Studies on vanadium-doped iron phosphate catalysts for the ammoxidation of methylpyrazine”, Appl. Catal. vol. 339, no. 2, pp. 99-107, 2008, doi: 10.1016/j.apcata.2007.09.032.