Estudio de las variables de electrodeposicion de silice sobre estructuras monoliticas metalicas

Study of the variables of electrodeposition of silica on metal monolithic structures

El uso de reactores monolíticos tanto cerámicos como metálicos ha demostrado importantes ventajas en la hidrodinámica y el transporte de masa respecto a los reactores convencionales. 

En este trabajo se evaluó el comportamiento térmico de diferentes tipos de mallas metálicas de acero inoxidable acopladas en serie de tal manera que se emulara la estructura de un reactor monolítico. El sistema consistió en un recubrimiento de sílice sobre la superficie de cada malla, obtenido mediante electroforesis de geles monofásicos empleando ortosilicato de tetraetilo y una solución de etanol-agua a condiciones básicas. Se evaluaron condiciones de electrodeposición tales como el tiempo de deposición, el tipo de contraelectrodo, el secado de los recubrimientos y la corriente suministrada a mallas metálicas de 21 mm de diámetro, 1 mm de espesor y en tres configuraciones geométricas diferentes. 

Los resultados experimentales indican que las mejores condiciones de deposición fueron tiempos no mayores de 60 minutos, usando dos contralelectrodos de grafito y una corriente suministrada no superior a 380 mA. Los gradientes de temperatura axiales se cuantificaron a diferentes velocidades de flujo (500 - 5000 cm³/min estándar), para un arreglo de 10 mallas metálicas acopladas en serie con y sin depósito de sílice. Finalmente, estos resultados se compararon con los obtenidos en iguales condiciones de operación con monolitos cerámicos tipo espuma y se encontró que los gradientes de las mallas con depósito de sílice son hasta un 35% menor que los obtenidos con sustratos cerámicos. 

INTRODUCCIÓN

Los continuos progresos en tecnologías catalíticas han requerido el desarrollo de nuevos materiales y catalizadores soportados con mejoras en sus características difusivas de transferencia de masa y calor. El uso de nuevos materiales soportados sobre estructuras monolíticas abre las posibilidades al desarrollo experimental de varias fibras y mallas metálicas que ofrecen nuevas alternativas en tecnologías catalíticas. Los catalizadores soportados sobre mallas metálicas, son sistemas promisorios para reacciones químicas en donde el control de los gradientes de temperatura implica un control directo en la selectividad, especialmente para compuestos intermedios.

Una forma practica de recubrir metales se realiza mediante deposición electroforética (EPD). La EPD se fundamenta en el transporte y deposición de partículas cargadas por la aplicación de un potencial eléctrico entre 2 electrodos inmersos en una solución conductora (Figura 1).

Posee ventajas como los cortos tiempos de formación, infraestructuras simples, pequeñas restricciones en la forma del substrato; adicionalmente ofrece un control adecuado del espesor y morfología de la película depositada solamente con simples ajustes en el tiempo de deposición y el potencial eléctrico aplicado. La EPD es usada en la fabricación de películas funcionales para dispositivos microelectrónicas, recubrimientos de sílice y catalizadores.