Estudio de Fe y Co soportado en SBA-15 en la Oxidación Catalítica Vía Húmeda de Fenol

Abstract

En este trabajo se reportan las propiedades fisicoquímicas del hierro y cobalto soportados en un material mesoporoso ordenado tipo SBA-15; el soporte se modificó con 1, 3 ,5 Trimetilbenceno (TMB) como agente expansor orgánico, con la finalidad de ampliar el tamaño de poro y obtener soportes catalíticos con propiedades superficiales y estructurales mejoradas para la degradación del fenol. El SBA-15 también fue modificado con TiO2 (1, 3, y 5 % en peso). La incorporación de hierro y cobalto a los soportes SBA 15/TMB y SBA-15/TMB modificado con TiO2 se realizó por impregnación a volumen de poro. Se adicionaron las cantidades de Cloruro Férrico (FeCl3) y Nitrato de Cobalto [Co (NO3)2] necesarios para lograr los porcentajes deseados de hierro y cobalto (20 % peso). El catalizador más efectivo fue Co20/SBA-15/TMB-TiO2 3% con 78% de degradación, para la eliminación de fenol se modificó con una carga optimizada de TiO2 de 3 % en peso, atribuido a su banda prohibida de energía más pequeña y la mayor cantidad de fase de espinela de Co3O4. El catalizador óptimo (Co20/SBA-15/TMB-TiO2 3%) mantuvo niveles elevados de CO2 selectividad (~ 92.7%), exhibió baja selectividad hacia el ácido carboxílico (~ 5.3%) y compuestos polifenólicos (~2%). La actividad y selectividad de los catalizadores fueron influenciado por la fuerza y la naturaleza de los sitios ácidos y los estados de oxidación de fases de cobalto. La presencia de acidez de Lewis podría mitigar la formación de compuestos intermedios y la formación de compuestos carbonosos, previniendo efectivamente el bloqueo de los sitios activos.