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

dc.contributor.advisorBaldovino Medrano, Victor Gabriel
dc.contributor.advisorVelasco Rozo,Edwing Alexander
dc.contributor.authorFlórez Niño Ricardo
dc.contributor.evaluatorPedraza Avella, Julio Andres
dc.contributor.evaluatorDelvasto Angarita, Pedro Luis
dc.date.accessioned2022-11-15T19:36:19Z
dc.date.available2022-11-15T19:36:19Z
dc.date.created2022-11-11
dc.date.issued2022-11-11
dc.description.abstractLa 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.abstractenglishThe 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.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12094
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBaterías gastadas
dc.subjectcatálisis
dc.subjectdescomposición
dc.subjectperóxido de hidrógeno
dc.subject.keywordSpent batteries
dc.subject.keywordcatalysis
dc.subject.keyworddecomposition
dc.subject.keywordhydrogen peroxide
dc.titleDiseño de un proceso de síntesis de catalizadores de óxido-reducción basado en la extrac-ción de Mn de baterías alcalinas gastadas
dc.title.englishDesign of an oxide-reduction catalyst synthesis process based on the extraction of Mn form spent alkaline batteries
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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