Estudio comparativo de la actividad catalítica de nanopartículas de óxido de hierro y lodos rojos como posibles catalizadores en la liberación de hidrógeno de compuestos tipo boranos

Abstract

Por medio del método de hidrólisis de una mezcla de cloruros de hierro II y III con hidróxido de amonio se sintetizaron nanopartículas de óxidos de hierro no soportadas y soportadas sobre alúmina y carbón para su utilización como patrones de comparación con lodo rojo en reacciones catalíticas de liberación de hidrógeno a partir de borohidruro de sodio. Los materiales empleados como agentes catalíticos fueron caracterizados por diversas técnicas instrumentales como ICP-OES, MET, SEM y DRX, las cuales permitieron determinar que la síntesis condujo a la obtención de óxidos de hierro con tamaños de partículas que oscilan entre los 7 y 15 nm en promedio. La caracterización de los lodos rojos arrojo que este material se encuentra constituido mayoritariamente por óxidos y oxihidróxidos de hierro como la hematita y la goethita. Las variables operacionales seleccionadas para estudio fueron el pH inicial de la mezcla reaccionante, la temperatura del sistema y el tiempo de contacto, encontrándose que la reacción se ve favorecida por el aumento de la temperatura y el descenso de la alcalinidad del medio. Parámetros como la conversión de hidrógeno, la actividad catalítica y el TOF alcanzan valores máximos a tiempos de reacción de 2 horas o menores. Los cuatro materiales evaluados condujeron a niveles de liberación de hidrógeno que implican hidrólisis del agua, la cual quedo establecida como un solvente adecuado para el sistema.