CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA, TECNOLOGA E INNOVACIN TECNOLGICA

INSTITUTO GENERAL DE INVESTIGACION

SOLICITUD DE SUBVENCIN NICAMENTE PARA PROYECTOS DE INVESTIGACIN EN CIENCIA Y TECNOLOGA

1. DATOS GENERALES

1.1 TITULO DEL PROYECTO (Mximo 80 Palabras)Sntesis de catalizadores basados en Co-Mn por el mtodo de auto-combustin y soportados en silica y zirconia para la degradacin de n-hexano procedente de emisiones de pinturas, tintes y pegamentos industriales

Jefe de Proyecto (o Investigador principal)Dr. Gino talo Picasso Escobar

Cdigo UNI19848606AFacultadCiencias

TelfonoCasa 996830039Oficina 481-0824Fax 481-0824

DireccinCalle Solitario de Sayn 559

DistritoSan MiguelE-mail: gpicasso@uni.edu.pe

Co-investigador*Dr. Jos Gino Venegas

Cdigo UNIFacultadIngeniera Mecnica

TelfonoCasaOficinaFax

Direccin

DistritoE-mail

Co-investigador*Mag. Emilia Hermoza Guerra

Cdigo UNIFacultadIngeniera Qumica y Textil

TelfonoCasaOficinaFax

Direccin

DistritoE-mail

1.2 PRIORIDADES DE LA CONVOCATORIA

INDICAR LA PRIORIDAD EN LA CUAL SE INSCRIBE SU PROPUESTA DE PROYECTO

a- CIENCIAS DE LOS MATERIALESX

b- TECNOLOGIAS DE INFORMACION Y COMUNICACIONES

c- CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL AMBIENTEX

d- ENERGIA Y PETROQUIMICA

e- BIOTECNOLOGIA

f- CIENCIAS BSICAS O SOCIALES

g- OTROS (especificar)

1.3 LUGAR DONDE SE DESARROLLAR EL PROYECTOLaboratorio de Investigacin de Fisicoqumica (R2-409)

2. PROYECTO EN EXTENSO

2.1 RESUMEN DEL PROYECTO Y PALABRAS CLAVES (mximo 1/2 pagina, Times New Roman 12, interlineado 1.5 lneas)

En este proyecto se propone estudiar los catalizadores de xidos mixtos basados en Co-Mn para la combustin de n-hexano, preparados el mtodo de auto-combustin, usando urea y los nitratos precursores para la calcinacin, trabajando a pH variables, considerando diferentes tiempos de envejecimiento y diferentes condiciones, con el objeto de determinar la influencia al variar las condiciones en la formacin de la fase activa de los catalizadores as como su estructura cristalina, su rea superficial y su textura para poder obtener un efecto sinrgico de los componentes metlicos en el sistema mixto y una alta actividad en la reaccin de combustin de n-hexano. Se plantea tambin el efecto de soportes catalticos como slica (SiO2) y zirconia (ZrO2) y estudiar su influencia en la actividad y selectividad a productos de combustin final. El catalizador Co-Mn/ZrO2 en la combustin de n-hexano es un sistema aun no estudiado en la Literatura por lo que constituye un sistema innovador para su publicacin e interesante, considerando el bajo costo de los materiales de partida.El n-hexano es un disolvente altamente inflamable muy usado en reacciones de polimerizacin y en la formulacin de algunos productos adhesivos, lacas, cementos y pinturas. Es un componente importante de la gasolina de automviles, muy utilizado como desnaturalizante de alcohol y en termmetros para temperaturas bajas, en lugar de mercurio. El alto crecimiento del parque automotor en Lima y el aumento del uso de disolventes orgnicos en procesos e instalaciones industriales en los ltimos aos hace necesario adoptar medidas perentorias de proteccin del ambiente. Por lo tanto, el desarrollo de mtodos de control de n-hexano es pertinente y necesario, por resolver en el corto plazo.La aplicacin del xido de manganeso como catalizador ha sido muy difundida en los ltimos aos, debido a los distintos estados de oxidacin que puede adoptar el manganeso. La presencia de otro metal en el sistema ha potenciado las propiedades oxidativas del manganeso debido a un efecto de cooperacin sinrgica. La aplicacin de xidos de Co-Mn presenta la singular caracterstica de introducir diversos cationes metlicos superficiales en diversos estados de oxidacin, lo que permite desarrollar sistemas mixtos de fase activa estable y de gran superficie de contacto. El objetivo de este proyecto es estudiar la influencia de la composicin metlica en el sistema mixto Co-Mn puros y el efecto de SiO2 y ZrO2 como soportes en la combustin de n-hexano, seleccionado como molcula modelo, para obtener finalmente catalizadores activos, selectivos a productos de combustin total y estables trmicamente, para su aplicacin en el control de emisiones industriales.

2.2 JUSTIFICACIN Y POTENCIALES BENEFICIARIOS (mximo media pgina)La catlisis basada en los metales nobles (Pd, Pt, Au) permite observar altas actividades para la eliminacin de hidrocarburos, pero su resistencia al envenenamiento bajo severas condiciones de trabajo es baja [1]. Los xidos de manganeso y cobalto son conocidos por su alta actividad cataltica sobre compuestos orgnicos debido a sus propiedades redox, su alta resistencia a la sinterizacin y su costo mas bajo con respecto a los metales nobles [2-6].Las propiedades catalticas del xido de manganeso son atribuidas a la habilidad del metal de formar xidos dentro de una amplia rango de estructuras y fases cristalinas (- MnO2, - MnO2, - MnO2, -Mn2O3, - Mn2O3 y Mn5O8) donde los tomos de Mn se encuentran en diferentes estados de oxidacin. Los xidos de manganeso son tambin conocidos por su capacidad de almacenar oxigeno en su red cristalina y la formacin de estructuras solidas amorfas, que presentas vacancias y promueve las reacciones de oxidacin [7-12]. Por otro lado, los xidos de cobalto han resultado xidos muy prometedores en la remocin de CO de los COVs debido a la presencia de oxigeno mvil en su estructura Co3O4 [13,14]. La alta actividad de este xido en la oxidacin de CO es atribuida a la dbil fuerza en el enlace Co-O, la cual crea una fcil interaccin entre los oxgenos de la red cristalina con los reactantes [15- 17]. Algunos trabajos indican que los xidos Co3O4 constituyen los mejores catalizadores para la oxidacin de tolueno y propeno [18,19].El mtodo de preparacin de auto-combustin es una opcin rpida y efectiva que conduce a la formacin de xidos mixtos con idnticas y hasta mejores propiedades que los preparados por co-precipitacin. El mtodo de auto-combustin es una reaccin de oxidacinreduccin entre el combustible y el oxidante (F/O), la cual conlleva a la generacin de productos gaseosos (CO2, H2O y N2) y los xidos con muy interesantes propiedades en diversas reas de aplicacin [20-21]. Durante la auto-combustin, la evolucin de los productos gaseosos genera una disipacin en la temperatura que evita el incremento de la temperatura disminuyendo la sinterizacin. La aplicacin de la auto-combustin en la preparacin de catalizadores es un mtodo poco difundido, por tanto, resulta interesante incluirlo es este proyecto, para facilitar la publicacin de artculos en revistas indexadas.Los impactos ms importantes de este proyecto estn dirigidos al sector industrial especialmente el de pinturas, tintes y barnices desde el punto de vista ambiental, pues los catalizadores preparados basados en Co-Mn permitirn mitigar la presencia de n-hexano en ambientes cerrados y dentro de los lmites permisibles.

2.3 OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS ESPECIFICOS (mximo 200 palabras)El objetivo general de este trabajo es el desarrollo de catalizadores basados en Co-Mn puros y soportados en SiO2 y ZrO2 para aplicarlos en la reaccin de combustin de n-hexano, un disolvente muy difundido en la industria de pinturas, tintes y pegamentos. Los objetivos especficos de este proyecto son:1.- Encontrar las modificaciones estructurales, qumicas y texturales que conviertan a los xidos mixtos de Co-Mn puros y soportados en SiO2 y ZrO2 en catalizadores activos, estables y altamente selectivos en la degradacin de n-hexano. 2.- Caracterizar los catalizadores por las tcnicas de sorcin de N2 (tcnica BET), XRD, XPS, FTIR, TPR, TGA.3.- Ensayar los catalizadores en un reactor de lecho fijo de cuarzo con flujo controlado de n-hexano para determinar la influencia de las propiedades estructurales, texturales y qumicas de las muestras con relacin a la actividad, selectividad a etileno y estabilidad trmica de los catalizadores.

2.4 ANTECEDENTES DEL TRABAJO (Trabajos en el tema, dentro y fuera del pas, incluir investigaciones previas del grupo de investigacin) (mximo media pgina).La eliminacin total de COVs (compuestos orgnicos voltiles) altamente txicos sin formacin de contaminantes secundarios requiere de tecnologas altamente eficientes que garanticen su remocin a la menor temperatura posible con el subsiguiente ahorro energtico. En particular, la tcnica cataltica permite la eliminacin de el n-hexano a temperaturas de operacin muy por debajo de la incineracin trmica (T