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Título: Estudio preliminar de la síntesis de ferritas de cobalto cubiertas por una capa mesoporosa de silicalita de titanio con potencial aplicación para reacciones de oxidación selectiva : Estudio preliminar de la influencia de la relación molar de titanio ti/(ti+si) en la síntesis de ferritas de cobalto cubiertas por una capa densa de sílice y una capa mesoporosa de silicalita de titanio.
Autor: Toabanda Congacha, Christian David
Director: Manangón Perugachi, Lucía Eliana
Palabras clave: QUÍMICA
CATALIZADOR HETEROGÉNEO
FERRITA DE COBALTO
SILICALITA DE TITIANIO Ti-SiO2
TITANIO TETRAÉDICO
Fecha de publicación: 28-sep-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Toabanda Congacha, C.D.(2023). Estudio preliminar de la síntesis de ferritas de cobalto cubiertas por una capa mesoporosa de silicalita de titanio con potencial aplicación para reacciones de oxidación selectiva : Estudio preliminar de la influencia de la relación molar de titanio ti/(ti+si) en la síntesis de ferritas de cobalto cubiertas por una capa densa de sílice y una capa mesoporosa de silicalita de titanio. 24 páginas. Quito : EPN.
Resumen: Titanium silicalites are catalysts commonly used in the selective oxidation of olefins. However, their recyclability is limited by their particle size, so the synthesis of catalysts with a magnetic core surrounded by a titanium silicalite shell is proposed as an alternative to this problem. In this work, cobalt ferrites coated with a dense silica layer and a mesoporous titanium silicalite layer were synthesized, varying the Ti/(Si+Ti) molar ratio from 2.5 to 3. The magnetic core was obtained from the hydrothermal synthesis of cobalt ferrite with iron nitrate and cobalt nitrate precursors at pH 10, using hexadecyltrimethylammonium bromide as nucleation agent. The dense silica layer was obtained from sol-gel synthesis using silicon tetraethoxide, distilled water, ammonium hydroxide and ethanol. The mesoporous titanium silicalite layer was synthesized by hydrothermally assisted sol-gel, employing silicon tetraethoxide, titanium butoxide, distilled water, tetrapropylammonium hydroxide, ethanol and hexadecyltrimethylammonium bromide. Two molar ratios of titanium butoxide were tested to obtain Ti/(Si+Ti) molar ratios of 2.5 and 3. The synthesized catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), atomic absorption (AA), infrared spectroscopy (FTIR), Inductively Coupled Plasma Optical Emission spectroscopy ICP-OES, nitrogen physisorption and scanning electron microscopy (SEM). XRD results confirmed the formation of cobalt ferrite. SEM micrographs showed that the coating of the mesoporous layer was achieved. FTIR confirmed the formation of silica matrix and Si-O-Ti bonds related to the formation of Ti active sites. The specific surface area of both catalysts (FCR-Ti 2.5 and FCR-Ti 3) were 603 m2g-1. The pore size distribution (PSD) of FCR-Ti 2.5 catalyst was <3.5nm, while the PSD of FCR-Ti 3 was 3-4 nm. The total Ti content (ICP-OES) in FCR-Ti 2.5 was 0.78 mmol Ti g-1cat and in FCR-Ti 3 was 0.91 mmol Ti g-1cat. The conversions obtained with FCR-Ti 2.5 and FCR-Ti 3 catalysts were 20% and 18%, respectively. This catalytic activity was attributed to the fact that although the FCR-Ti 3 catalyst presented a higher Ti content, probably not all the Ti was in tetrahedral coordination.
Descripción: Las silicalitas de titanio son catalizadores comúnmente empleados en la oxidación selectiva de olefinas. Sin embargo, su reciclabilidad se ve limitada por su tamaño de partícula por lo que la síntesis de catalizadores con un núcleo magnético rodeado de una coraza de silicalita de titanio se propone como una alternativa a esta problemática. En este trabajo se sintetizaron ferritas de cobalto recubiertas de una capa densa de sílice y una capa mesoporosa de silicalita de titanio, variando la relación molar Ti/(Si+Ti) de 2,5 a 3. El núcleo magnético se obtuvo a partir de la síntesis hidrotermal de ferrita de cobalto con precursores de nitrato de hierro y nitrato de cobalto a pH 10, empleando como agente de nucleación bromuro de hexadeciltrimetilamonio. La capa densa de sílice se obtuvo a partir de la síntesis sol-gel empleando tetraetóxido de silicio, agua destilada, hidróxido de amonio y etanol. La capa mesoporosa de silicalita de titanio se sintetizó por via sol-gel asistido por vía hidrotermal, empleando tetraetóxido de silicio, butóxido de titanio, agua destilada, hidróxido de tetrapropilamonio, etanol y bromuro de hexadeciltrimetilamonio. Se probaron dos relaciones molares de butóxido de titanio para obtener las relaciones molares Ti/(Si+Ti) de 2,5 y 3. Los catalizadores sintetizados se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), absorción atómica (AA), espectroscopía infrarroja (FTIR), espectroscopía de emisión óptica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES), fisisorción de nitrógeno y microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados de DRX confirmaron la formación de ferrita de cobalto. Las micrografías por MEB mostraron que se logró el recubrimiento de la capa mesoporosa. FTIR confirmó la formación de la matriz de sílice y de los enlaces Si-O-Ti relacionados a la formación de sitios activos de Ti. El área superficial específica de ambos catalizadores (FCR-Ti 2,5 y FCR-Ti 3) fueron 603 m2g-1. La distribución de tamaño de poro (PSD) del catalizador FCR-Ti 2,5 fue <3,5 nm, mientras que la PSD de FCR-Ti 3 fue 3-4 nm. El contenido total de Ti (ICP-OES) en FCR-Ti 2,5 fue 0,78 mmol Ti g-1cat y en FCR-Ti 3 fue 0,91 mmol Ti g-1cat. Las conversiones obtenidas con los catalizadores FCR-Ti 2,5 y FCR-Ti 3 fueron 20% y 18%, respectivamente. Esta actividad catalítica se atribuyó a que a pesar de que el catalizador FCR-Ti 3 presentó un mayor contenido de Ti, probablemente no todo el Ti se encontraba en coordinación tetraédrica.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24860
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
Aparece en las colecciones:TIC - Química

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