Diseño de un proceso de síntesis de catalizadores de óxido-reducción basado en la extrac-ción de Mn de baterías alcalinas gastadas

Flórez Niño Ricardo

Diseño de un proceso de síntesis de catalizadores de óxido-reducción basado en la extrac-ción de Mn de baterías alcalinas gastadas

dc.contributor.advisor	Baldovino Medrano, Victor Gabriel
dc.contributor.advisor	Velasco Rozo,Edwing Alexander
dc.contributor.author	Flórez Niño Ricardo
dc.contributor.evaluator	Pedraza Avella, Julio Andres
dc.contributor.evaluator	Delvasto Angarita, Pedro Luis
dc.date.accessioned	2022-11-15T19:36:19Z
dc.date.available	2022-11-15T19:36:19Z
dc.date.created	2022-11-11
dc.date.issued	2022-11-11
dc.description.abstract	La generación de residuos electrónicos de un solo uso aumenta a medida que pasan los años. Las baterías domésticas Zn-Mn gastadas, por ejemplo, terminan en vertederos donde sus lixiviados contaminan tanto suelos como fuentes hídricas. Diferentes métodos de sepa-ración físicos y químicos han sido empleados para recuperar estos residuos y reintegrarlos al ciclo de uso, siendo la lixiviación ácida un proceso de alto grado de recuperación de meta-les. Debido a que la obtención de baterías nuevas a partir de MnO2 recuperado es un proce-so costoso, se han explorado nuevas opciones de reuso para estos materiales. Una de ellas, es la preparación de catalizadores para combustión de compuestos orgánicos volátiles, ya que se ha demostrado que los óxidos de Mn bajo ciertas condiciones de preparación tienen actividad catalítica para este tipo de reacciones. Debido a que este campo de estudio es rela-tivamente nuevo, aún existen dudas sobre el diseño de los catalizadores a partir de baterías gastadas Zn-Mn. En este sentido, este trabajo propuso el desarrollo de catalizadores de óxi-do de Mn soportados en alúmina, teniendo como precursor de Mn soluciones iónicas gene-radas mediante la lixiviación ácida reductora, con H2SO4 y H2O2, de los residuos del cátodo de baterías gastadas Zn-Mn. El tratamiento de disolución se aplicó de dos formas, i) con un pretratamiento de los residuos con H2SO4, para remover especies contaminantes de Zn; y ii) sin pretratamiento. Con las disoluciones generadas, se impregnó alúmina, bajo diferentes valores de pH. Los materiales impregnados se calcinaron y posteriormente se caracterizaron por fisisorción de N2, FTIR, y se probaron en reacciones de descomposición de H2O2. Se halló un aumento en la concentración de la fase Mn2O3 a medida que el pH de impregnación se acercó a un estado neutro. Además, la actividad catalítica estuvo afectada por el pretra-tamiento, dando como resultado una mayor actividad en los catalizadores impregnados a partir de disoluciones sin pretratamiento.
dc.description.abstractenglish	The generation of single-use electronic waste increases as the years go by. Spent Zn-Mn household batteries, for example, end up in landfills where their leachates contaminate both soil and water sources. Different physical and reintegrate them into the use cycle. Since obtaining new batteries from recovered MnO2 is a costly process, new reuse options for these materials have been explored. One of them is the preparation of catalysts for combus-tion of volatile organic compounds, since it has been demonstrated that Mn oxides under certain preparation conditions have catalytic activity for this type of reactions. Since this field of study is relatively new, there are still doubts about the design of catalysts from spent Zn-Mn batteries. In this sense, this work proposed the development of Mn oxide cata-lysts supported on alumina having as Mn precursor ionic solutions generated by reductive acid leaching, with H2SO4 and H2O2, of the cathode residues of spent Zn-Mn batteries. The dissolution treatment was applied in two ways, i) with a pretreatment of the waste with H2SO4, to remove Zn contaminating species; and ii) without pretreatment. Alumina was impregnated whit the solutions generated, under different pH values. The impregnated ma-terials were calcined and subsequently characterized by N2 physisorption, FTIR and tested in H2O2 decomposition reactions. An increase in the concentration of the Mn2O3 phase was found as the impregnation pH approached a neutral state. In addition, the catalytic activity was affected by the pretreatment, resulting in a higher activity in the catalysts impregnated from solutions without pretreatment.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12094
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Baterías gastadas
dc.subject	catálisis
dc.subject	descomposición
dc.subject	peróxido de hidrógeno
dc.subject.keyword	Spent batteries
dc.subject.keyword	catalysis
dc.subject.keyword	decomposition
dc.subject.keyword	hydrogen peroxide
dc.title	Diseño de un proceso de síntesis de catalizadores de óxido-reducción basado en la extrac-ción de Mn de baterías alcalinas gastadas
dc.title.english	Design of an oxide-reduction catalyst synthesis process based on the extraction of Mn form spent alkaline batteries
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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