Diseño y evaluación de un soporte catalítico estructurado impreso en 3D, con aplicación en catálisis heterogénea de Fenton para la degradación de contaminantes persistentes - Vindas Azofeifa, María Gabriela 1994- (2019)
El presente proyecto se desarrolló en el Laboratorio de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica. El objetivo general fue evaluar un diseño de soporte catalítico estructurado impreso en 3D, con aplicación en catálisis heterogénea de Fenton para la degradación de contaminantes persistentes. Para cumplir con este objetivo se diseñó un soporte catalítico estructurado partiendo de una celda de kelvin como unidad base. Se procedió a imprimir el mismo en policarbonato obteniendo así una estructura con una porosidad del 77,37 %, un área superficial de 31 424,37 mm2. Posteriormente se generó una metodología de inmovilización partiendo del método de impregnación incipiente. Se probaron dos aglutinantes y diferentes condiciones de reacción para la obtención de un anclaje químico, gracias a esto fue posible asegurar que había suficiente evidencia estadística para rechazar la hipótesis nula en la media de la masa impregnada y el rendimiento de degradación eran iguales, por ende, con 95 % de confianza se pudo verificar que entre sí los ligantes generaban resultados diferentes y que además el compuesto bis-TPA, con un tiempo de reacción de 40 min y en una etapa de reacción genera mayor masa impregnada y mejores resultados de degradación. Una vez obtenido el soporte estructurado deseado, se procedió a evaluar su desempeño como catalizador de Fenton, para ello se utilizó un reactor diseñado en el presente proyecto, adicionalmente, se imprimieron en 3D mezcladores estáticos para mantener la turbulencia dentro del reactor en dicho régimen, además, se seleccionó la cafeína como contaminante modelo. Empleando pH 3, una concentración inicial de 15 g/L de cafeína y 50 mg/L de peróxido de hidrógeno se procedió a evaluar la estabilidad de los soportes diseñados, obteniendo así que los mismos se pueden utilizar durante 5 ciclos sin que exista una desactivación significativa. Posteriormente...