Título
Comportamiento de un convertidor catalítico tipo monolito para reducir las emisiones de monóxido de nitrógeno de un motor diesel
Autor
NAOMI NALLELY GONZALEZ HERNANDEZ
Colaborador
Jose Luis Contreras (Asesor de tesis)
Gustavo A Fuentes (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Metal catalysts. - (LCSH) Automobiles--Pollution control devices. - (LCSH) Automóviles -- Dispositivos anticontaminación. - (DGBUNAM) Motores diesel -- Combustión. - (DGBUNAM) QD505 - (LCC) TL214.P6 - (LCC) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - (CTI) CIENCIAS TECNOLÓGICAS - (CTI) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE - (CTI) CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA - (CTI)
Resumen o descripción
120 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales.
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).
En la presente tesis se ha estudiado la reducción de óxidos de nitrógeno (NOx) utilizando sistemas catalíticos bimetálicos consistentes en Pt y Ag soportados sobre alúmina estabilizada con WOx sobre monolitos comerciales a base de cordierita. La investigación es continuación de un estudio previo donde se demostró que el catalizador bimetálico de Pt-Ag soportado sobre γ-Al2O3-WOx en polvo presenta alta actividad en la reducción de NOx en presencia de propano. En este trabajo se exponen los resultados de la actividad catalítica de cinco catalizadores bimetálicos de Pt-Ag y uno monometálico de Ag, soportados en γ-Al2O3 por el método de impregnación. Se describe la metodología de preparación de los catalizadores por el método de inmersión (Washcoating) de los monolitos de cordierita dentro de suspensiones de boehmita así como el efecto que tiene la etapa de calcinación, ya sea en flujo de aire dentro de un calcinador tubular o por calcinación en mufla (convencional), sobre la dispersión de Pt y la actividad catalítica de los NOx. Los catalizadores se caracterizaron por quimisorción de hidrógeno para determinar la dispersión de platino. Por microscopia electrónica de barrido y EDS se determinó la microestructura y tamaño de partícula además del mapeo atómico de elementos en algunos catalizadores. Por difracción de rayos-X se determinaron las fases cristalográficas presentes en el soporte y se evidenció la presencia de óxido de plata (Ag2O). Se determinó el área específica, el tamaño y el volumen de poro por fisisorción de nitrógeno. La evaluación de la actividad catalítica se llevó a cabo en la reacción de reducción de óxido nítrico utilizando una mezcla de gases de combustión similar a la que emite un motor Diesel. Durante la evaluación catalítica se mantuvo la temperatura de reacción de 350°C a fin de comparar el desempeño de cada catalizador-monolítico en función del tiempo de reacción, además se estudió el efecto del pretratamiento de desactivación acelerada con alta temperatura (700°C) y en presencia de aire/SO2. La actividad de los catalizadores demostró la importancia de la etapa de calcinación, así como la dispersión de Pt. En tres catalizadores bimetálicos calcinados en flujo de aire se observó una mayor estabilidad en la conversión de NOx en función del tiempo, mientras que los otros dos catalizadores bimetálicos, calcinados en mufla, mostraron menor estabilidad. El catalizador de Ag/γ-Al2O3 mostró baja conversión de NOx y su curva de desactivación es similar a la del catalizador bimetálico Pt-Ag sometido al pretratamiento de desactivación. Las mayores conversiones de NOx se observaron en los catalizadores con altas dispersiones de Pt. Estos catalizadores fueron los más estables durante las 4 h de evaluación. Todos los catalizadores fueron activos en la combustión de monóxido de carbón y propano hacia la formación de dióxido de carbono. El mejor catalizador (CAT.1) reunió varias cualidades importantes, específicamente la mayor dispersión de Pt, alta área superficial relativa y una distribución uniforme de Pt y Ag en la superficie confirmada por mapeo atómico.
In this thesis we have studied the reduction of oxides of nitrogen (NOx) in the catalytic systems bimetallic, composed of Pt and Ag supported on alumina stabilized with WOx on monoliths commercial basis of cordierite. The research is a continuation of a previous study where it was shown that the catalyst is bimetallic Pt-Ag supported on γ-Al2O3-WOx powder, exhibits high activity in the reduction of NOx in the presence of propane. This paper presents the results of the catalytic activity of five catalysts bimetallic Pt-Ag and one monometallic Ag, supported on γ-Al2O3 by the method of impregnation. Describes the methodology of preparation of catalysts by the method of immersion (Washcoating) of the monoliths of cordierite within suspensions of boehmita as well as the effect of the stage of calcination, either in the flow of air in a calcined tube or by calcination in muffle (conventional), on the dispersion of Pt and catalytic activity of NOx. The catalysts were characterized by quimisorción of hydrogen to determine the dispersion of platinum. By scanning electron microscopy and EDS was determined the microstructure and particle size in addition to the mapping atomic elements in some catalysts. By X-ray diffraction identified the phases crystallographic present in the support and is evidenced by the presence of silver oxide (Ag2O). We determined the specific area, the size and the pore volume by physisorption of nitrogen. The evaluation of the catalytic activity was carried out in the reduction reaction of nitric oxide using a mixture of combustion gases similar to that emitted by a Diesel engine. During the catalytic evaluation was maintained the reaction temperature of 350°C in order to compare the performance of each catalyst-monolithic in function of the reaction time, in addition, we studied the effect of pretreatment of deactivation is accelerated with high temperature (700°C) and in the presence of air/SO2. The activity of catalysts showed the importance of the stage of calcination, as well as the dispersion of Pt. In three bimetallic catalysts calcined in air flow was observed a higher stability in the conversion of NOx as a function of time, while the other two bimetallic catalysts calcined in muffle showed less stability. The Ag/γ-Al2O3 catalyst had very low conversion of NOx and its deactivation curve resembles of the bimetallic Pt-Ag catalyst subjected to deactivation pretreatment. The higher conversions of NOx were observed in the catalysts with high dispersions of Pt, so these catalysts were the most stable during the 4 h of evaluation. All catalysts were active in combustion of carbon monoxide and propane to form carbon dioxide. The best catalyst (CAT.1) met several important qualities, specifically the higher dispersion of Pt, high surface-area-related and a uniform distribution of Pt and Ag on the surface confirmed bymapping atomic.
Editor
Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información.
Fecha de publicación
mayo de 2016
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional Zaloamati
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