Efecto del tratamiento térmico de electrodos de tio2/ti para la desestabilización electroquímica de microemulsiones

Abstract

A nivel de producción de petróleo, las microemulsiones en superficie dificultan la recuperación de aceite libre debido a las fuertes interacciones crudosurfactante-agua. Anteriormente en el grupo de investigación GIMBA se planteó como alternativa de solución, procesos electroquímicos, donde se identificó TiO2/Ti preparado por tratamiento térmico (TT) como posible electrodo candidato. El presente trabajo estudio el efecto de las variables de TT en la síntesis de electrodos de TiO2/Ti y su desempeño en el proceso de oxidación del surfactante. Los electrodos se calcinaron a diferentes velocidades (1°C/min;5°C/min), temperaturas (400°C;640°C;800°C) y tiempos de calcinación (1h;3h). Se caracterizaron fisicoquímicamente mediante: ángulo de contacto, espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE), difracción de rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido (SEM-EDS). Posteriormente se evaluaron electroquímicamente los electrodos mediante voltamperometría cíclica (VC) para determinar la densidad de corriente (cantidad de surfactante oxidado). El TT en lo electrodos determinó sus características fisicoquímicas. No se presentó dependencia entre el ángulo de contacto y la temperatura, pero si con la velocidad y el tiempo de calcinación. EIE mostro que, a menor temperatura, velocidad y tiempo de calcinación, los electrodos son menos resistivos. La fase cristalina depende principalmente de la temperatura de síntesis. A temperaturas bajas(400°C) se encuentra anatasa y a medida que aumenta ocurre la transformación a rutilo siendo que está influida por la velocidad y el tiempo de calcinación; este resultado se confirmó por DRX. La resistencia a la transferencia de carga se mostró como un factor fundamental para el desempeño electroquímico, mientras la hidrofilicidad no muestra influencia significativa. A su vez la resistencia presenta relación con la fase cristalina, siendo que los electrodos con fase anatasa presentan menor resistencia y la mayor densidad de corriente. El electrodo calcinado a 400°C:1°C/min:1h, obtuvo la mejor respuesta electroquímica y fue escogido para la desestabilización de la microemulsión mediante macroelectrólisis.