Doctorado en Ingeniería Química
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Browsing Doctorado en Ingeniería Química by browse.metadata.advisor "Centeno Hurtado, Aristóbulo"
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Item Contribución a la interpretación del efecto de sinergia de catalizadores para reacciones de hidrodesulfuración e hidrogenación(Universidad Industrial de Santander, 2006) Pinzón Cárdenas, María Helena; Giraldo Duarte, Sonia Azucena; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Delmon, Bernard; Montes, Consuelo; Ramírez García, ÁlvaroLa industria de petróleo enfrenta estrictas regulaciones que se imponen a los combustibles en cuanto a contenido de azufre y aromáticos. El hidrotratamiento (HDT) es una de las alternativas más importantes para la reducción de estos compuestos, que se viene desarrollando integrando avances tecnológicos tanto en el área de proceso así como en la de desarrollo de los catalizadores. Este trabajo se enfoca a la interpretación de algunos parámetros que contribuyen al efecto de sinergia de sistemas bimetálicos no convencionales. En este trabajo se estudió el efecto de la relación atómica Pt/(Pt+Mo), el contenido de metales y las características del soporte (alúmina) sobre la actividad y sinergia en las reacciones de HDT. Catalizadores Pt-Mo soportados sobre diferentes gama alúmina comerciales fueron preparados, caracterizados y evaluados en reacciones simultáneas de hidrodesulfuración de dibenzotiofeno e hidrogenación de naftaleno. La caracterización de los catalizadores se realizó mediante Quimisorción de CO, distribución de afinidad protónica (PAD) y Adsorción de NO por Espectroscopia Infrarrojo. La relación atómica Pt/(Pt+Mo) influye drásticamente sobre el comportamiento catalítico y la formación de sitios activos es destacable a bajos contenidos de metales en los catalizadores. Los resultados de caracterización sugieren que el comportamiento de estos catalizadores es debido a un mejoramiento en la dispersión de las especies activas sobre el soporte, la cual se obtuvo a bajo contenido de metales y una relación atómica específica. La composición química superficial de la alúmina influye sobre la dispersión y podría estar asociada con una interacción específica entre el Pt y los grupos OH superficiales de la alúmina, así como también, con la formación y distribución de la fase activa de Mo expuesta sobre la superficie del soporte.Item Contribución a la interpretación del efecto de sinergia de catalizadores para reacciones de hidrodesulfuración e hidrogenación(Universidad Industrial de Santander, 2006) Pinzón Cárdenas, María Helena; Giraldo Duarte de León, Sonia Azucena; Centeno Hurtado, AristóbuloLa industria de petróleo enfrenta estrictas regulaciones que se imponen a los combustibles en cuanto a contenido de azufre y aromáticos. El hidrotratamiento (HDT) es una de las alternativas más importantes para la reducción de estos compuestos, que se viene desarrollando integrando avances tecnológicos tanto en el área de proceso así como en la de desarrollo de los catalizadores. Este trabajo se enfoca a la interpretación de algunos parámetros que contribuyen al efecto de sinergia de sistemas bimetálicos no convencionales. En este trabajo se estudió el efecto de la relación atómica Pt/(Pt+Mo), el contenido de metales y las características del soporte (alúmina) sobre la actividad y sinergia en las reacciones de HDT. Catalizadores Pt-Mo soportados sobre diferentes gama alúmina comerciales fueron preparados, caracterizados y evaluados en reacciones simultáneas de hidrodesulfuración de dibenzotiofeno e hidrogenación de naftaleno. La caracterización de los catalizadores se realizó mediante Quimisorción de CO, distribución de afinidad protónica (PAD) y Adsorción de NO por Espectroscopia Infrarrojo. La relación atómica Pt/(Pt+Mo) influye drásticamente sobre el comportamiento catalítico y la formación de sitios activos es destacable a bajos contenidos de metales en los catalizadores. Los resultados de caracterización sugieren que el comportamiento de estos catalizadores es debido a un mejoramiento en la dispersión de las especies activas sobre el soporte, la cual se obtuvo a bajo contenido de metales y una relación atómica específica. La composición química superficial de la alúmina influye sobre la dispersión y podría estar asociada con una interacción específica entre el Pt y los grupos OH superficiales de la alúmina, así como también, con la formación y distribución de la fase activa de Mo expuesta sobre la superficie del soporte.Item Desarrollo de materiales catalíticos bifuncionales para la hidrodesulfuración de dibenzotiofenos por la ruta de hidrogenación(Universidad Industrial de Santander, 2009) Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Giraldo Duarte, Sonia Azucena; Martínez Rey, Ramiro; Gil Gambas, Francisco Javier; Hoyos, Luis Javier; Martínez Ortega, FernandoLa hidrodesulfuración (HDS) de di--dibenzotiofenos es necesaria para obtener combustibles tipo Diesel que cumplan con las regulaciones ambientales presentes y por consiguiente su utilización tenga un menor impacto negativo tanto en el medioambiente como en la salud. Dichas moléculas presentan fuertes impedimentos estéricos que impiden su hidrodesulfuración directa (DDS) sobre los catalizadores empleados, su HDS procede casi exclusivamente por la ruta de hidrodesulfuración por hidrogenación (HID). En esta Tesis Doctoral se desarrollaron sistemas catalíticos bifuncionales Pd-Pt soportados para la HDS de dibenzotiofeno por la ruta HID. Entre los aportes de la Tesis se encuentran: (i) El planteamiento de un mecanismo de reacción específico de la ruta HID. (ii) La preparación de catalizadores Pd-Pt soportados cuya selectividad HID/DDS puede controlarse a través de la relación atómica Pd/(Pd+Pt). (iii) El establecimiento de una correlación entre las sinergias en HID y en hidrogenación de aromáticos bajo atmósfera de H2S. (iv) El planteamiento de un modelo de fase activa Pd-Pt en HDS. (v) Se mostró que la selectividad HID/DDS puede ser drásticamente modificada a partir de cambios “suaves” en la acidez del soporte catalítico de la fase activa Pd-Pt. Toda la evidencia experimental obtenida indica que el éxito en la manipulación de la selectividad HID/DDS está ligada a una conveniente sintonización entre las características intrínsecas de la fase activa y el balance de sitios ácidos Lewis-Brønsted de naturaleza “suave” del soporte catalítico. Esta denominada acidez suave es muy relevante para la futura aplicación de dichos materiales en un proceso de HDS profunda de Diesel, porque reduce los riesgos de envenenamiento por moléculas nitrogenadas básicas y deposición de coque. En adición, los catalizadores Pd-Pt son estables y no son envenenados por el H2S, y tienen simultáneamente alta actividad en HDS y en hidrogenación de aromáticos.Item "development ot bifunctional catalytic materials for the selective hydrotreating of dibenzothiophenes via the hyd route of hydrodesulfurization"(Universidad Industrial de Santander, 2009) Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Giraldo Duarte de León, Sonia AzucenaLa hidrodesulfuración (HDS) de didibenzotiofenos es necesaria para obtener combustibles tipo Diesel que cumplan con las regulaciones ambientales presentes y por consiguiente su utilización tenga un menor impacto negativo tanto en el medioambiente como en la salud. Dichas moléculas presentan fuertes impedimentos estéricos que impiden su hidrodesulfuración directa (DDS) sobre los catalizadores empleados, su HDS procede casi exclusivamente por la ruta de hidrodesulfuración por hidrogenación (HID). En esta Tesis Doctoral se desarrollaron sistemas catalíticos bifuncionales PdPt soportados para la HDS de dibenzotiofeno por la ruta HID. Entre los aportes de la Tesis se encuentran: (i) El planteamiento de un mecanismo de reacción específico de la ruta HID. (ii) La preparación de catalizadores PdPt soportados cuya selectividad HID/DDS puede controlarse a través de la relación atómica Pd/(Pd+Pt). (iii) El establecimiento de una correlación entre las sinergias en HID y en hidrogenación de aromáticos bajo atmósfera de H2S. (iv) El planteamiento de un modelo de fase activa PdPt en HDS. (v) Se mostró que la selectividad HID/DDS la fase activa PdPt. Toda la evidencia experimental obtenida indica que el éxito en la manipulación de la selectividad HID/DDS está ligada a una conveniente sintonización entre las características intrínsecas de la fase activa y el balance de sitios ácidos Lewis- denominada acidez suave es muy relevante para la futura aplicación de dichos materiales en un proceso de HDS profunda de Diesel, porque reduce los riesgos de envenenamiento por moléculas nitrogenadas básicas y deposición de coque. En adición, los catalizadores PdPt son estables y no son envenenados por el H2S, y tienen simultáneamente alta actividad en HDS y en hidrogenación deItem Influence of the acid-base properties of the como supported catalysts on the olefins hydrogenation in hds environments(Universidad Industrial de Santander, 2010) Pérez Martínez, David De Jesús; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Giraldo Duarte de León, Sonia AzucenaEl objetivo del hidrotratamiento de la nafta de FCC es eliminar al máximo los compuestos de azufre evitando la saturación de las olefinas. Se utilizaron varias familias de soportes para preparar catalizadores CoMo con el objetivo de analizar el efecto de las modificaciones del soporte en el hidrotratamiento de la nafta de FCC. Se usaron alúmino-silicatos amorfos (ASA), ASA modificados con sodio y alúmina modificada con boro, sodio o potasio. Los catalizadores preparados fueron caracterizados por DRX, XPS, Raman, isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, TPD de amoniaco, e infrarrojo de piridina y/o CO, adsorbidos. Aunque cada familia de soportes tiene diferentes propiedades superficiales se pueden encontrar algunos factores comunes a los catalizadores con mejores comportamientos. Se encontró que la modificación del soporte influencia el comportamiento catalítico debido a dos factores esencialmente. Por un lado, las propiedades ácido-base del soporte tienen una fuerte influencia en la distribución de las especies de Mo y Co en estado oxido. Por lo tanto, influencian también la actividad intrínseca en hidrodesulfuración e hidrogenación de los catalizadores. Por otro lado, el soporte mismo promueve reacciones de tipo ácido como la isomerización de doble enlace y esquelética, el craqueo y la alquilación. Estas reacciones compiten con la hidrogenación y la hidrodesulfuración y dependiendo de cuales son promovidas y de sus rendimientos, estas reacciones pueden ser beneficiosas o desfavorables para preservar el número de octano de la nafta de FCC. Los resultados mostraron que la presencia preferencial de sitios Brónsted débiles, los cuales promueven selectivamente la isomerización del doble enlace, al mismo tiempo que la promoción de un adecuado balance de la distribución de especies de Mo y Co; conduce a obtener catalizadores altamente activos hacia la HDS con poca incidencia en la reducción del octanaje de la nafta de FCC.Item Influencia de las propiedades acido-base de catalizadores Co-Mo en la hidrogenación de olefinas en ambientes de HDS(Universidad Industrial de Santander, 2010) Pérez Martínez, David de Jesús; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Giraldo Duarte, Sonia Azucena; Stumbo, Alexandre M.; Echavarría, Adriana; Niño Gómez, Martha Eugenia; Ramírez García, ÁlvaroEl objetivo del hidrotratamiento de la nafta de FCC es eliminar al máximo los compuestos de azufre evitando la saturación de las olefinas. Se utilizaron varias familias de soportes para preparar catalizadores CoMo con el objetivo de analizar el efecto de las modificaciones del soporte en el hidrotratamiento de la nafta de FCC. Se usaron alúmino-silicatos amorfos (ASA), ASA modificados con sodio y alúmina modificada con boro, sodio o potasio. Los catalizadores preparados fueron caracterizados por DRX, XPS, Raman, isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, TPD de amoniaco, e infrarrojo de piridina y/o CO2 adsorbidos. Aunque cada familia de soportes tiene diferentes propiedades superficiales se pueden encontrar algunos factores comunes a los catalizadores con mejores comportamientos. Se encontró que la modificación del soporte influencia el comportamiento catalítico debido a dos factores esencialmente. Por un lado, las propiedades ácido-base del soporte tienen una fuerte influencia en la distribución de las especies de Mo y Co en estado oxido. Por lo tanto, influencian también la actividad intrínseca en hidrodesulfuración e hidrogenación de los catalizadores. Por otro lado, el soporte mismo promueve reacciones de tipo ácido como la isomerización de doble enlace y esquelética, el craqueo y la alquilación. Estas reacciones compiten con la hidrogenación y la hidrodesulfuración y dependiendo de cuales son promovidas y de sus rendimientos, estas reacciones pueden ser beneficiosas o desfavorables para preservar el número de octano de la nafta de FCC. Los resultados mostraron que la presencia preferencial de sitios Brönsted débiles, los cuales promueven selectivamente la isomerización del doble enlace, al mismo tiempo que la promoción de un adecuado balance de la distribución de especies de Mo y Co; conduce a obtener catalizadores altamente activos hacia la HDS con poca incidencia en la reducción del octanaje de la nafta de FCC.Item Modificación del TiO2 con metales de transición: Desarrollo de materiales para la desinfección fotocatalítica de agua(Universidad Industrial de Santander, 2010) Castro López, Camilo Andrés; Giraldo Duarte, Sonia Azucena; Centeno Hurtado, Aristóbulo; Rodríguez González, Vicente; Restrepo, Gloria; Ortiz López, Claudia Cristina; Combariza Montañez, Marianny YajairaPara incrementar la fotoactividad del TiO2 se ha propuesto la modificación del TiO2 con metales de transición. Los metales Fe y Ag fueron seleccionados en este trabajo para modificar el TiO2 lo que conduce a diferentes configuraciones de los materiales sintetizados. Los fotocatalizadores fueron caracterizados con técnicas como XRD, XPS y DRS. Las especies reactivas de oxígeno producidas bajo irradiación Vis fueron detectadas usando EPR. En particular, la modificación con Fe mostraron una ubicación intersticial de los átomos de Fe y un reemplazo de átomos de Ti debido a la similitud de los radios iónicos de los cationes Fe3+ y Ti4+. Por otra parte, se encontró la Ag localizada en la superficie como partículas parcialmente oxidadas. Ambos metales, Fe y Ag incrementaron considerablemente la absorción de luz Vis del TiO2. Sin embargo, el Fe no incrementó la fotoactividad bajo luz Vis mientras que la Ag sí. Se usaron diferentes reacciones de oxidación y sistemas de irradiación como Ultravioleta (UV), Vis, y ambos tipos de luz combinados en una cámara de irradiación solar, para determinar los mecanismos de fotoactivación y el papel de los metales en la fotoactividad. La degradación de fenol, reacción de oxidación mediada por radicales hidroxilo, evidenció la recombinación de par electrón-hueco promovida por la presencia de Fe en el TiO2 bajo irradiación UV. No obstante, se encontró que el Fe promueve la fotosensibilización del TiO2 bajo estricta iluminación combinada UV y Vis, lo que incrementa la fotoactividad en la degradación del colorante azo Orange II. Ésto sugiere un incremento en la aceptación de electrones por el TiO2 debida a la modificación con Fe. En contraste, la irradiación Vis promovió la formación de oxígeno singulete y radical hidroxilo en suspensiones de TiO2 modificado con Ag irradiado con luz Vis responsables del incremento en la fotoinactivación de E. coli.Item " transition metal modifications on tio2 : de development of materials for the photocatalytic disinfection of water "(Universidad Industrial de Santander, 2010) Castro López, Camilo Andrés; Giraldo Duarte de León, Sonia Azucena; Centeno Hurtado, AristóbuloPara incrementar la fotoactividad del TiO2 se ha propuesto la modificación del TiO2 con metales de transición. Los metales Fe y Ag fueron seleccionados en este trabajo para modificar el TiO2 lo que conduce a diferentes configuraciones de los materiales sintetizados. Los fotocatalizadores fueron caracterizados con técnicas como XRD, XPS y DRS. Las especies reactivas de oxígeno producidas bajo irradiación Vis fueron detectadas usando EPR. En particular, la modificación con Fe mostraron una ubicación intersticial de los átomos de Fe y un reemplazo de átomos de Ti debido a la similitud de los radios iónicos de los cationes Fe3+ y Ti4+. Por otra parte, se encontró la Ag localizada en la superficie como partículas parcialmente oxidadas. Ambos metales, Fe y Ag incrementaron considerablemente la absorción de luz Vis del TiO2. Sin embargo, el Fe no incrementó la fotoactividad bajo luz Vis mientras que la Ag sí. Se usaron diferentes reacciones de oxidación y sistemas de irradiación como Ultravioleta (UV), Vis, y ambos tipos de luz combinados en una cámara de irradiación solar, para determinar los mecanismos de fotoactivación y el papel de los metales en la fotoactividad. La degradación de fenol, reacción de oxidación mediada por radicales hidroxilo, evidenció la recombinación de par electrón-hueco promovida por la presencia de Fe en el TiO2 bajo irradiación UV. No obstante, se encontró que el Fe promueve la fotosensibilización del TiO2 bajo estricta iluminación combinada UV y Vis, lo que incrementa la fotoactividad en la degradación del colorante azo Orange II. Ésto sugiere un incremento en la aceptación de electrones por el TiO2 debida a la modificación con Fe. En contraste, la irradiación Vis promovió la formación de oxígeno singulete y radical hidroxilo en suspensiones de TiO2 modificado con Ag irradiado con luz Vis responsables del incremento en la fotoinactivación de E. coli.